Zusammenhang Zwischen Auflösung Und Genauigkeit; Berechnung Des Maximalen Messfehlers - Siemens S7-1500 Handbuch

Wissenswertes aus der Analogtechnik
2.2 Genauigkeit/Auflösung
Zusammenhang zwischen Auflösung und Genauigkeit
Um eine bestimmte Genauigkeit (Gebrauchsfehler) zu erreichen, muss eine bestimmte
Auflösung gegeben sein.
Beispiel
Messfehler durch die Digitalisierung bei einer Auflösung von 8 und 14 bit
Der Messbereich eines Analogmoduls geht von 0 bis 10 V. Eine Auflösung von 8 bit stellt
insgesamt 256 Werte dar. Das entspricht einem minimal möglichen Spannungssprung von
39 mV bzw. 0,4 % bezogen auf den Messbereichsendwert. Eine Auflösung von 14 bit stellt
insgesamt 16384 Werte dar. Das entspricht einem minimal möglichen Spannungssprung von
0,61 mV bzw. 0,006 % bezogen auf den Messbereichsendwert.
Die so ermittelten Prozentangaben sind gleichzeitig die theoretischen Best-Case-Werte für
die Gebrauchsfehlergrenze. Bei einer Auflösung von 8 bit und einem Messbereich von 0 bis
10 V lässt sich deshalb keine Genauigkeit von besser als 0,4 % erreichen. Je nach
schaltungstechnischer Realisierung würde dieser Wert in der Praxis deutlich schlechter sein.

Berechnung des maximalen Messfehlers

Bei dem Messbereich eines Analogmoduls von 0 bis 10 V und einer Gebrauchsfehlergrenze
im gesamten Temperaturbereich von ±0,5 % berechnet sich der maximale Messfehler wie
folgt:
10 V · 0,5/100 = 50 mV
Somit liegt der maximale Messfehler bei ±50 mV. Das bedeutet, dass bei der Analogeingabe
jede Spannung im gesamten Eingangsbereich eine Unschärfe von ±50 mV beinhaltet. Eine
zu messende Spannung von 3,5 V kann also mit einem beliebigen Wert zwischen 3,45 V
und 3,55 V dargestellt werden.
Eine ausführliche Beschreibung der Gebrauchs- und Grundfehlergrenze finden Sie im
Abschnitt Gebrauchs- und Grundfehlergrenze (Seite 23).
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Analogwertverarbeitung
Funktionshandbuch, 06/2014, A5E03461438-AC