19.04.2018

Mittausvirheistä

Yleistä

Mittausvirhe tarkoittaa mittaustuloksen ja oikean arvon erotusta. Virheessä on kaksi osaa: systemaattinen virhe ja satunnaisvirhe. Myös käsitteeseen (mittauksen)epätarkkuus sisältyy sekä satunnaisvirheet että systemaattiset virheet. Käsite mittausepävarmuus puolestaan on virherajojen avulla ilmaistu mittaustulosten hajonnan (siis satunnaisvirheen) mitta. Mittausepävarmuus sisältää näin mittauksen kaikki virheet(vrt virheen kasautumislaki), paitsi systemaattiset virheet.

Mittalaitteen epätarkkuus on virhe, jonka suuruus tulee ottaa huomioon mittaustulosta ilmoitettaessa mittauspöytäkirjassa. Mittalaitteen lukematarkkuus on toinen mittaustuloksen tarkkuuteen vaikuttava tekijä, joka tulee huomioida virherajoja ilmoitettaessa. Mittausvirheen koostuessa useammasta eri virhelähteestä, on syytä miettiä, mikä tai mitkä kyseisistä virheistä ovat merkittäviä mittausepävarmuuden kannalta. Taulukossa 1 on annettu työosastolla käytettävien mittalaitteille epätarkkuuksia. Taulukko ei ole kuitenkaan täydellinen eikä täysin ohjeellinen, joten omaa harkintaa virherajojen ilmoittamisessa saa käyttää perustellusti. Täydellisemmät tiedot epätarkkuuksista löytyvät mittalaitteiden manuaaleista työosastolla.

Laitevalmistajat ilmoittavat mittalaitteen epätarkkuuksia muutamalla eri tavalla:

  • Epätarkkuus voidaan ilmoittaa suoraan absoluuttisena virheenä kuten esimerkiksi sekuntikellon kohdalla.
  • Toinen tapa on ilmoittaa epätarkkuus suhteellisena osuutena mittarin näyttämästä (lukemasta, lu).
  • Joidenkin mittareiden kohdalla epätarkkuus ilmoitetaan esim. ± (2 % lu + 5 dig), kuten tasavirran mittauksessa UT58B-mittarilla 20 A skaalalla. Tässä merkintä "dig" tarkoittaa saadun lukeman vähiten merkitsevää numeroa. Esimerkiksi, jos mittarin näyttämä on 12,13 A, saadun lukeman epätarkkuus on 2% lukemasta + 5 sadasosaa (näyttämän viimeinen desimaali on tässä tapauksessa sadasosia).
  • Joissakin tapauksissa käytetty mittausalue sisältyy laitevalmistajan ilmoitukseen epätarkkuudesta (esim.  ± (0,1 % lu + 0,1 % ma + 1 dig) paineen mittauksessa Digitron-mittarilla). Mittaustuloksen epätarkkuus lasketaan samaan tapaan kuin edellä.

Taulukko 1. Yleisimmin käytettävien mittalaitteiden epätarkkuuksia

lu = lukema
dig = vähiten merkitsevä numero
ma = mittausalue (eli täyden asteikon näyttämä)


Suure Laite Epätarkkuus
Aika sekuntikello (digitaalinen) ± 0,01 s
Pituus metrimitta
työntötulkki
mikrometriruuvi
± 0.5 mm
± 0,05 mm
± 0,01 mm
Kulma spektrometri ± 0,1º
Tilavuus pipetti
mittalasi
0,5 ± 0,025 ml
± 1 ml
Massa Ohaus PA224C 
Precisa XB 220A
Precisa 510C
Acculab SVI-10A
± 0,1 mg
± 0,05 mg
± 0,005 g
± 1 g
Lämpötila lämpömittari
digitaaliset yleismittarit
± 0,5 ºC
katso mittarin manuaalista
Ilman kosteus hiushygrometri
Testo 608-H1
± 0,5 %
± 1 % lu
Ilmanpaine barometri
Manometri Digitron 2002 P
Manometri Digitron P 200 M
Manometri Digitron 2022 P
± 0,5 mmHg
± (0,1 % lu + 0,1 % ma + 1 dig)
± (0,1 % lu + 0,1 % ma + 1 dig)
± (0,25 % lu + 0,25 % ma + 1 dig) (alipaine)
± (0,10 % lu + 0,10 % ma + 1 dig) (ylipaine)
Sähköteho wattituntimittari ± 0,05 Wh
Magneettikenttä

Teslametri Phywe 13610

± 2 % lu 

Virta UNI-T UT58B
-DC (2 ja 20 mA -alueet)
-DC (200 mA)
-DC (20 A)
-AC(2 mA)
-AC (200 mA)
-AC (20 A)
katso tarkat spesifikaatiot manuaalista
± (0,8 % lu + 1 dig)
± (1,5 % lu + 1 dig)
± (2 % lu + 5 dig)
± (1,0 % lu + 3 dig)
± (1,8 % lu + 3 dig)
± (3 % lu + 5 dig)
Finest 703
-
DC(mikro- ja mA-alueet)
-DC (10 A)
-AC(mikro- ja mA-alueet)
-AC (10 A)

± (1 % lu + 2 dig)
± (1,5 % lu + 5 dig)
± (1,5 % lu + 5 dig) (riippuu taajuudesta)
± (1,5 % lu + 10 dig) (riippuu taajuudesta)
Finest 205
-DC (4  ja 400 mA -alueet)
-DC (10 A)
-AC (4 mA)
-AC (400 mA)
-AC (10 A)

Amprope 35XP-A
-DC ( 2 A)
-DC (kaikki muut alueet)
-AC (2 A)
-AC (kaikki muut alueet)

± (0,5 % lu + 1 dig)
± (2 % lu + 10 dig)
± (0,75 % lu + 3 dig)
± (0,75 % lu + 5 dig)
± (2 % lu + 10 dig)


± (2 % lu + 3 dig)
± (1 % lu + 2 dig)
± (2,5 % lu + 5 dig)
± (1,5 % lu + 5 dig)
AVO-meter
-DC
-AC

Fluke 75
-DC (32 mA)
-DC (320 mA)
-DC (10 A)
-AC

Keithley 485 pikoampeerimittari


± 1 % ma
± 2,25 % ma (riippuu taajuudesta)


± (1,5 % lu + 2 dig)
± (2 % lu + 2 dig)
± (1,5 % lu + 2 dig)
± (3 % lu + 2 dig)

ks. tiedot manuaalista

Jännite UNI-T UT58B
-DC 
-AC 

Finest 703
-DC
-AC

± (0,5 % lu + 1 dig)
± (0,8 % lu + 3 dig)


± (0,5 % lu + 2 dig)
± (0,75 % lu + 3 dig) (riippuu taajuudesta)
Finest 205
-DC 
-AC

Amprope 35XP-A
-DC 
-AC

± (0,3 % lu + 1 dig)
± (0,75 % lu + 3 dig)


± (0,5 % lu + 1 dig)
± (1,5 % lu + 5 dig)
AVO-meter
-DC
-AC

Keithley 155 µV-mittari
-ulostulo
-asteikko

Fluke 75
-DC
-DC(0-1000 V)
-AC

±1 % ma
± 2,25 % ma (riippuu taajuudesta)


± 1 % ma
± 2 % ma


± (0,5 % lu + 1 dig)
± (0,6 % lu + 1 dig)
± (2 % lu + 2 dig)
Resistanssi UNI-T UT58B
-200 ohmia
-2, 20 ja 2000 kilo-ohmia
-20 megaohmia
-200 megaohmia

Finest 703
-400 ohmia
-4, 40 ja 400 kilo-ohmia
-4 megaohmia
-40 megaohmia

± (0,8 % lu + 3 dig)
± (0,8 % lu + 1 dig)
± (1 % lu + 2 dig)
± (5 % (lu-10) + 10 dig)


± (1 % lu + 5 dig)
± (0,5 % lu + 3 dig)
± (1 % lu + 5 dig)
± (1,5 % lu + 10 dig)
Finest 205 

Amprope 35XP-A
-40 megaohmia
-muut alueet
katso tiedot manuaaleista


± (0,5 % lu + 1 dig)
± (1,5 % lu + 5 dig)
Good Will GDM-8055

Avo-Megger B131

AVO-meter
-asteikon keskellä
-asteikon päissä

Fluke 75
- 0-320
- 0-32E6
katso tiedot mittarista

katso tiedot manuaalista


± 3 % 
±10 % 


± 0,7 % lu +2 dig
± 2,5 % lu + 1 dig
Kapasitanssi Avo-Megger B131
UNI-T UT58B
Finest 205 ja 703 
Amprope 35XP-A
katso tiedot manuaalista
katso tiedot manuaalista
katso tiedot manuaaleista katso 
tiedot manuaaleista
Induktanssi Avo-Megger B131 katso tiedot manuaalista
Oskilloskoopit - x-akseli
- y-akseli
- pyyhkäisy
± 5 %
± 3 %
± 5 %

Eräiden vanhempien mittareiden epätarkkuuksia löytyy täältä.