W zadaniu trzeba wybrać woltomierz, który przy pomiarze napięcia 230 V da najmniejszy błąd bezwzględny (czyli błąd wyrażony w woltach). Kluczowe jest to, że tabela podaje różny sposób określania błędu dla woltomierzy analogowych i cyfrowych.
1) Woltomierze analogowe (klasa dokładności)
Błąd bezwzględny wynikający z klasy przyrządu odnosi się do pełnego zakresu, a nie do aktualnego wskazania. Stosuje się wzór:
błąd = (klasa × zakres) / 100.
- Dla "analogowy, 300 V, klasa 0,5" otrzymujemy: (0,5 × 300)/100 = 1,5 V.
- Dla "analogowy, 600 V, klasa 1" otrzymujemy: (1 × 600)/100 = 6 V, czyli znacznie gorzej.
2) Woltomierze cyfrowe (% wskazania + cyfry)
W miernikach cyfrowych typowo występują dwie składowe błędu: część procentowa zależna od wskazania oraz część stała zależna od rozdzielczości (liczba cyfr). Dla 230 V:
- Dla "±2% wskazania ±3 cyfry, rozdzielczość 0,1 V": część procentowa to 2% × 230 V = 4,6 V, a część od cyfr to 3 × 0,1 V = 0,3 V. Razem 4,9 V.
- Dla "±1% wskazania ±1 cyfra, rozdzielczość 0,1 V": część procentowa to 1% × 230 V = 2,3 V, a część od cyfry to 1 × 0,1 V = 0,1 V. Razem 2,4 V.
3) Porównanie wyników
Otrzymane błędy bezwzględne to: 1,5 V; 6 V; 4,9 V; 2,4 V. Najmniejszą wartość ma 1,5 V, więc właściwy wybór to woltomierz "analogowy, 300 V, klasa 0,5".
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- "Analogowy, 600 V, klasa 1" kusi dużym zakresem, ale klasa 1 przy 600 V daje wysoki błąd odniesiony do pełnej skali.
- "Cyfrowy, 300 V, ±2% ±3 cyfry" ma dość dużą część procentową (2%), więc błąd w woltach wychodzi większy niż w najlepszym analogowym.
- "Cyfrowy, 600 V, ±1% ±1 cyfra" jest lepszy niż cyfrowy 2%, ale nadal przegrywa z analogowym klasy 0,5 na zakresie 300 V dla 230 V.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprowadzaj parametry do jednej miary porównawczej (tu: woltów) i pamiętaj, do czego odnosi się specyfikacja: do pełnego zakresu (analogowy) czy do wskazania (cyfrowy).
