Esecuzione delle prove A e BFase 1: uso del multimetro
come rivelatore di continuità e come ohmmetro di precisione.
1)
Eseguite
le prove di continuità tra gli involucri esterni degli ingressi BNC
dell’oscilloscopio (sia analogico che digitale) e tra le masse delle uscite
BNC del generatore di segnali (effettuate solo nella prova B), possiamo
classificare in questo modo gli ingressi degli strumenti utilizzati: 2)
Il trasformatore di isolamento adoperato nella misura effettua il
disaccoppiamento tra il generatore di forme d’onda e il circuito di misura
ed è di particolare importanza quando si realizza il collegamento al
potenziale di terra di alcune parti del circuito e si vuole evitare la
formazione di anelli di terra, dovuti a diversi tipi di interferenza
prevalentemente di origine elettrostatica e magnetica. Osserviamo quindi i due collegamenti a massa presenti nel circuito di sopra, indispensabili se ipotizziamo di utilizzare un generatore di segnali con uscite floating single-ended ( non nel nostro caso ) e un oscilloscopio con ingressi dello stesso tipo per problemi di sicurezza: le parti metalliche della strumentazione, normalmente non in tensione, per un guasto potrebbero accidentalmente portarsi a potenziali pericolosi per l’uomo per cui bisogna evitare questo. Tali collegamenti non sono necessari ( sono già presenti ) se inseriamo nel circuito di prova l’oscilloscopio digitale e il generatore di segnali in quanto gli ingressi del primo e le uscite del secondo sono di tipo grounded single-ended. Riassumendo, quando viene realizzato il collegamento a terra come nel nostro caso, è necessario assicurarsi sempre che non si formino anelli di terra perché introdurrebbero dei disturbi nel sistema di misura: il trasformatore assolve proprio a questo compito oltre ad evitare che la giunzione collettore – emettitore del BJT sia cortocircuitata. 3)
Consideriamo le quattro misure di resistenza eseguite durante la prova
B, in cui sono poste in evidenza unicamente le cifre fornite dal multimetro realmente
utilizzato come ohmmetro in prova e a fianco riportiamo il corrispondente
valore nominale: Passiamo
adesso alla valutazione delle componenti dell’incertezza e dell’errore
totale massimo di misura assoluto e relativo percentuale : in tutte le tabelle
presenti in questa relazione sono prese in considerazione quasi tutte le cifre
ottenute nella valutazione delle incertezze e degli errori perché quelle meno
significative saranno arrotondate nella presentazione
del risultato della misura. Ipotizziamo l’utilizzo dei seguenti multimetri : a)
multimetro HP974A : le
specifiche fornite per questo strumento sono : ·
visore
a “ 4
cifre “ (circa 50
000 punti di
misura se utilizzato come ohmmetro); ·
portate
(utilizzo come ohmmetro): sono riportate nella tabella successiva ; ·
risoluzione
e precisione: dipendono dalle portate adoperate secondo la seguente tabella:
per cui le componenti dell’incertezza sono : ·
errore
massimo di guadagno:
·
errore
massimo di quantizzazione :
; ·
errore
massimo di offset e di non linearità (integrale):
. Attraverso
questi valori possiamo compilare la seguente tabella per ogni misura di
resistenza:
Le formule adoperate per il calcolo
dell’errore massimo assoluto e relativo percentuale sono:
dove E’ ed E’’
sono gli errori massimi assoluti nella misura delle due resistenze x’ ed
x’’ rispettivamente. b)
multimetro Fluke 8060A : le
specifiche fornite per questo strumento sono : ·
visore a
“ 4
cifre “ (circa 20
000 punti di
misura se utilizzato come ohmmetro); ·
portate
(utilizzo come ohmmetro): sono riportate nella tabella successiva ; ·
risoluzione
e precisione: dipendono dalle portate adoperate secondo la seguente tabella:
per cui le componenti dell’incertezza, considerando le sole portate utilizzate nella misura ( RFS : 200 W - 2 MW ),
sono: ·
errore
massimo di guadagno :
·
errore
massimo di quantizzazione :
; ·
errore
massimo di offset e di non linearità (integrale):
Eo+inl = 2 LSB = 2×Q
= 10-4 RFS ; · errore massimo casuale addizionale : Ec = 0,02 W ( RFS : 200 W ) mentre
per le altre portate questo errore non è presente oppure è trascurabile . Allora
possiamo compilare la seguente tabella utilizzando le formule (*) e (**) di
pagina 3 e i dati di sopra, nel caso in cui è trascurabile l’errore massimo
casuale addizionale, altrimenti si adopereranno le seguenti formule :
c)
multimetro Norma D1216 : le
specifiche fornite per questo strumento sono : ·
visore a
“ 3
cifre “ (circa 2
000 punti di
misura se utilizzato come ohmmetro); ·
portate
(utilizzo come ohmmetro): sono riportate nella tabella successiva ; ·
risoluzione
e precisione: dipendono dalle portate adoperate secondo la seguente tabella:
per
cui le componenti dell’incertezza sono : ·
errore
massimo di guadagno :
·
errore
massimo di quantizzazione :
·
errore
massimo di offset e di non linearità (integrale):
.
Allora
possiamo compilare la seguente tabella utilizzando le formule (*) e (**) di
pagina 3 e i dati di sopra :
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