Без кейворда

Урок по измерительным приборам и мониторам: Разрешение и точность

Независимо от того, является ли соленая вода нашим хобби или бизнесом, мы все знаем, как важно следить за параметрами воды в аквариуме. Идеальные характеристики (пределы) многих из этих параметров до сих пор точно не определены. Тем не менее, существует множество согласованных рекомендаций для успешного содержания рифов. Когда я начал заниматься этим хобби, я быстро понял, что, хотя некоторые из этих параметров воды являются критически важными, остается много споров о том, какие базовые наборы для тестирования с погружной полоской или титрования, если таковые имеются, достаточно точны и надежны для измерения некоторых из этих параметров. Я понял, что мне придется смириться с тем, что вполне нормально просто знать, что я нахожусь где-то в пределах приемлемого диапазона.

Через некоторое время после того, как я оправился от первоначальных расходов на создание рифового аквариума, я наконец-то смог позволить себе приобрести более дорогое оборудование для тестирования, такое как измерительные приборы и мониторы, чтобы точно определить параметры моей воды. Первыми моими покупками были мониторы pH и температуры. Затем я приобрел TDS-метр.

На этом пути я слышал и читал, как многие люди, пытаясь решить конкретную проблему, называют показания своего измерительного прибора. “Мой pH – ___”, “Моя температура – ___”, “Мой TDS – ___”. Я считаю, что многие люди доверяют измерительным приборам, которые просто не точны. Они верят, что то, что показывает их счетчик, точно соответствует параметрам их воды. В зависимости от счетчика, это может быть правдой, а может и не быть. Моя цель в этой статье – рассказать аквариумистам о том, на что следует обратить внимание при покупке измерительного прибора или монитора в отношении его разрешение и точность.

Разрешение относится к тому, как цифровой измерительный прибор отображает информацию, в частности, с какой степенью детализации.

• Измерительный прибор с разрешением 1 будет отображать только целые числа: 9, 10, 11, 12 и т.д.
• Измеритель с разрешением 0,1 будет показывать с шагом в десятые доли: 10.0, 10.1, 10.2.
• Счетчик с разрешением 0,05 будет показывать с шагом в пять сотых: 10,00, 10,05, 10,1, 10,15.
• Счетчик с разрешением 0,01 показывает с шагом в сотые: 10,00, 10,01, 10,02.
• Измеритель с разрешением 0,001 будет отображать информацию с шагом в тысячные доли: 10,000, 10,001, 10,002.

При выборе измерительного прибора убедитесь, что он будет отображать информацию с той степенью детализации (разрешения), которая вам необходима.

Точность этих приборов – основная причина, по которой я пишу эту статью. Многие люди не смотрят, не задаются вопросом и не понимают спецификацию точности измерительного прибора или монитора. Как вы увидите, понимание спецификации точности может дать любителям большую уверенность в параметрах их воды или убаюкать их ложным чувством безопасности.

В рамках данной статьи термины “точность” и “допуск” означают одно и то же и используются как взаимозаменяемые. Они относятся к величине отклонения показаний измерительного прибора от отображаемых (даже после калибровки); другими словами, к величине, на которую измерительный прибор может быть “не в норме”. Символ +/- означает “плюс или минус”.

В рекламе говорится: “чрезвычайно точный: +/- 2%”, и потребитель думает: “2% выглядит хорошо”, и покупает счетчик. Прежде чем совершить покупку, необходимо разобраться с характеристиками точности.

В качестве примера, один конкретный измеритель TDS заявляет: “диапазон измерения = 0 – 999 ppm”. Диапазон измерения (шкала) определяет пределы того, что измеритель предназначен для отображения. Он предназначен для измерения (и отображения) от 0 до 999 и всего, что находится между ними.

Его точность заявлена как: “+/- 2% полной шкалы”. Многие люди полагают, что это означает +/- 2% во всем диапазоне измерительного прибора; другими словами, +/- 2% от того, что показывает измерительный прибор в то время. Например, если счетчик показывает 4, то 2% от 4 – это 0,08. Таким образом, точность составляет +/- .08 для данного конкретного показания. Это неправда!

Полная шкала означает максимальное (наибольшее) число, которое может отобразить счетчик. Точность измерительного прибора составляет +/- 2% от полной шкалы. Полная шкала равна 999 ppm. Пришло время посчитать. Два процента от 999 – это 19,98; давайте округлим это до 20 ради обсуждения. Точность измерительного прибора составляет +/- 20 ppm! Это означает, что фактическое количество TDS в вашей воде может быть на 20 ppm ниже отображаемого значения или на 20 ppm выше отображаемого значения. Это не означает, что измерительный прибор будет будет отклоняться на 20. Это означает, что он может быть. Вы никогда не узнаете.

Допустим, счетчик измеряет TDS воды, поступающей в дом. Счетчик TDS показывает 400 ppm. На самом деле TDS воды может составлять от 380 до 420 ppm. Некоторые аквариумисты, вероятно, подумают: “Это не так уж плохо. Я могу жить с таким допуском”.

Теперь предположим, что этот измеритель проверяет чистоту воды RO, DI или RO/DI. В общем, показания TDS 0 – это хорошо, 1 или 2 – сомнительно, а 3 говорит о том, что вода может быть загрязнена. Помните эти “+/- 2% полной шкалы?”. Эти +/- 20 промилле? Даже если прибор показывает 0, TDS на самом деле может быть 20 ppm, а пользователь об этом не знает! Вместо этого он спокоен и уверен в качестве своей воды, потому что “измеритель говорит, что у меня 0 TDS”.

И снова, пожалуйста, поймите, что не имеет значения, куда в пределах диапазона измерительного прибора попадает отображаемое число; допуск не +/- 2% от отображаемого значения. Если показания составляют 400 ppm, то допуск не 400 умножить на 2%, или 8 ppm. Он составляет +/- 20 ppm, независимо от того, что показывает дисплей. Несколько производителей подтвердили эту информацию.

Теперь представьте следующую ситуацию. Вы пытаетесь разобраться в проблеме, возникшей в вашем аквариуме. Вы “знаете”, что ваша подмена воды и доливка воды хороши, потому что у вас есть TDS-метр, и он показывает 0. Итак, вы начинаете принимать другие меры в попытке решить проблему. Вы начинаете добавлять добавки, чтобы повысить “это” или понизить “то”, не зная, что единственная проблема заключается в том, что вода на самом деле загрязнена TDS на 10, 15 или даже 20 ppm. Ваши “корректирующие” действия, вероятно, создали новые проблемы, и вы все еще не обнаружили первоначальную проблему. Это нехорошо.

В рекламе другого измерительного прибора, популярной поточной модели, указывается точность “+/- 2%” и диапазон 0-999, со вторым диапазоном 0-9990. Так как он заявляет только +/- 2%, а не 2% от чегото следует принять худший сценарий и ожидать, что это означает +/-2% от полной шкалы. Опять же, посчитайте. В высоком диапазоне 2% от 9990 – это +/- 200 ppm. Это все, что показывает дисплей +/-200 ppm! Если дисплей показывает 1000, то фактический TDS может составлять 800-1200. Да. В низком диапазоне точность все еще +/- 20 ppm. Мое мнение по поводу этого измерительного прибора: прежде чем совершить покупку, выясните, 2% от чего. Я так и сделал. Я позвонил производителю. Это “+/- 2% от полной шкалы”.

Разные компании указывают точность по-разному. Некоторые указывают “полная шкала”, некоторые просто указывают допуск (+/-2%). Вы должны сразу принять +/-2% от полной шкалы. Если вы не уверены, звоните производителю счетчика, а не дистрибьютору. У дистрибьютора есть только та информация, которую предоставил производитель. Вооружитесь приведенной выше информацией и попросите технический отдел производителя объяснить точность измерителя.

Я, конечно, не утверждаю, что менее точные (и менее дорогие) измерительные приборы не имеют места в хобби. Хотя существуют и гораздо более точные измерительные приборы, конечно, они стоят дороже. Все сводится к тому, для чего будет использоваться измеритель, и с какой степенью детализации должна быть представлена информация? Если вы хотите проверить состояние мембраны обратного осмоса (это объясняется фактором “умножить на 10”), то вам будет достаточно простого, недорогого измерительного прибора. Если цель – узнать, соответствует ли чистота воды RO или DI 0, 1, 2 или 3 промилле, то следует подумать (и выяснить), будет ли измерительный прибор работать с той степенью детализации и точности, которая необходима для этой задачи.

Измерители температуры, pH и проводимости:

Два популярных недорогих измерителя температуры воды не указывают диапазон точности ни на упаковке, ни на сайте. Поэтому я позвонил их производителю. Их точность составляет +/- 1° C. Это равно +/- 1,8° F. Если измеритель показывает где-то в середине безопасного диапазона, скажем, 79°, это нормально; там есть место для ошибки. Если счетчик показывает 76°, вода в баке может иметь температуру 76°, 77,8° или 74,2°. Будет ли 74,2° нормально? Если вы посмотрели на счетчик и он показывает 83,2°, то, скорее всего, вы будете следить за своим баком до тех пор, пока температура не снизится. Но если бы вы знали, что температура в вашем баке на самом деле 85°, вы бы предприняли другие (немедленные) действия? Опять же, понимайте пределы возможностей измерителя и используйте эти измерители как приблизительный ориентир. Существуют очень точные цифровые измерители температуры, но, да, они стоят намного дороже.

Измерители pH и электропроводности обычно указывают точность, которая более проста и намного легче для понимания. Они обычно указывают допуски в измеряемых единицах, например, +/- 0,1 pH или +/- 0,01 pH и +/- 0,1 мкС или +/- 0,01 мкС. Поскольку они указывают фактические пределы pH и µS, а не процент, просто добавьте и вычтите допуск из отображаемых показаний, и именно на столько показания могут быть “неправильными”.

• pH-метр с заявленной точностью +/- 0,1 pH показывает 8,0. Фактический pH воды может быть 7,9, 8,0 или 8,1.
• pH-метр с заявленной точностью +/- 0,01 pH показывает 8,00. Фактический pH воды может быть 7,99, 8,00 или 8,01. Это гораздо точнее.

То же самое относится и к измерителям проводимости, которые показывают в мкС. Опять же, это просто вопрос баланса между желаемой точностью и желаемой стоимостью.

В качестве примечания: существует очень недорогой и довольно точный термометр с колбой и трубкой. Его точность составляет +/- 0,4° F. Я использую этот термометр примерно раз в месяц в качестве эталона для сравнения с моим цифровым термометром. Я знаю, что температура в моем аквариуме всегда на 1,5° F ниже, чем показания на моем большом, легко читаемом, недорогом цифровом термометре.

По моему мнению: Не менее опасно, чем незнание какого-либо параметра вообще, иметь ложное чувство безопасности от измерительного прибора, который говорит, что вода хорошая, тогда как на самом деле она может быть очень плохой, или наоборот.

Об этом уже говорилось, но я повторю это еще раз: Многие люди добавляют химикаты, пытаясь увеличить “это” или уменьшить “то”, потому что их тест-комплект или счетчик показывают, что они выходят за допустимые пределы. Если вы не понимаете точность вашего измерительного прибора, единственное, что может быть неправильным, это ваша вера в сам прибор! Пытаясь устранить несуществующую проблему, вы можете обнаружить, что берете совершенно исправный бак и отправляете его по спирали вниз. Старая пословица “Вы получаете то, за что платите” обычно все еще применима. Создание чего-то лучшего (более точного, более сложного) всегда обходится дороже, чем что-то базовое. Если цена звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, обычно так оно и есть. Если вам нужен только недорогой измерительный прибор, и вы понимаете, что и как он будет показывать, это замечательно. Но если вы зависите от точности прибора, убедитесь, что вы понимаете, что он будет делать, а что нет, прежде чем покупать его.

В заключение я должен отметить, что я не утверждаю, что любое из этих устройств будет не соответствует заявленным допускам. На самом деле они могут быть абсолютно точными. Они могут отличаться на мизерную величину. Или они могут отличаться на много. Производители спроектировали их, и при проектировании возникают допуски. Они говорят вам, какова их точность. Они говорят вам, на сколько их счетчики могут “отклонение”.

Моей целью в этой статье было разъяснить и помочь вам понять характеристики разрешения и точности, чтобы помочь вам стать информированным и образованным потребителем и любителем. Надеюсь, я достиг этой цели.

Если у вас есть вопросы по этой статье, пожалуйста, посетите мой авторский форум на Reef Central.

Source: reefkeeping.com