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2007年3月21日 (水)

デジタルの幻

デジタル計測器で表示される値は正しいか?

デジタル表示では、誤差よりも細かい数値が表示される。

例えば、1999表示のデジタルテスタは誤差0.05%で測定値を表示できる。では、どの位の不確かさなのか?

アナログテスタとデジタルテスタを、上位のトレーサビリティのある計器で校正してみた。

0.05%±1カウントで表示しているデジタルテスタと、可動線輪形のアナログテスタとでは読み取り数値は大きな差がある。しかし、どちらの計器も誤差は0.5-2%程度であった。

デジタル計器では、アナログ→デジタル変換部の細かさで表示桁数がきまる。しかし、確からしさは、電圧測定なら内蔵する基準電圧源の精度と分圧抵抗がおもな要因となって、不確かさが決まる。

1999表示で誤差が2%あれば表示の±40カウントは無意味な表示である。正しい値は表示値よりも2桁近くも異なる。

しかし、標準的なエンジニアはデジタル表示された値を総て信じるのが通常である。

不確かさ10^-6の測定は容易ではない。10^-3ですら測定環境条件を明らかにしなければ、信頼するに足りない。

電気測定は比較的正確に行えるが、それでも1%の正確さで測定することはそれなりの道具とシステムが必要である。

1346 アナログの世界は様々な環境要因も受ける。

質量の計測では1%精度でも結構大変である。空気による浮力補正は10^-3~10^-4台で必要になる。

測定の不確かさを考慮せず、多くの桁数を表示した実験データをアナログエンジニアは信用することは無い。

長さも質量も電気量も測定方法、測定計器で異なって見えるのだ。

アナログ計器は読み取り精度の限界もあって、読値に対して極端に過大な精度を表示することはふつう無い。

計測精度を含めた有効数字の取り扱い方は、早い時期に取得すべきであると考える。

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