Wzór podany w treści zadania: ±(0,1% odczytu + 2 dgt) oznacza, że całkowity błąd przyrządu składa się z dwóch części: procentu od aktualnie mierzonej wartości oraz stałej liczby cyfr (tzw. digitów) wynikających z rozdzielczości i elektroniki miernika. To jest bardzo typowy zapis w dokumentacjach cyfrowych woltomierzy i multimetrów. Najpierw liczysz część procentową: 0,1% z odczytu 123,4 V. Czyli 0,1% = 0,001, a 0,001 × 123,4 V ≈ 0,1234 V. W praktycznych obliczeniach zaokrąglamy to do 0,12 V. To jest składnik związany z dokładnością przetwornika i toru pomiarowego. Drugi składnik to „+2 dgt” (2 cyfry). Na zakresie 200 V najmniejsza działka wynosi 0,1 V (bo miernik pokazuje np. 123,4 V). Jeden digit to więc 0,1 V, dwa digity to 0,2 V. Ten składnik reprezentuje niepewność ostatniej cyfry wyświetlacza, zakłócenia, szumy, wewnętrzną kwantyzację. Teraz sumujemy składniki: 0,12 V + 0,20 V = 0,32 V. Dlatego poprawny błąd bezwzględny pomiaru wynosi ±0,32 V. Zapisujemy wynik pomiaru jako U = 123,4 V ±0,32 V. W praktyce serwisowej, np. przy sprawdzaniu napięć w instalacji pokładowej, takie oszacowanie pozwala ocenić, czy napięcie mieści się w tolerancji producenta urządzenia, a nie tylko „czy jest mniej więcej dobrze”. Moim zdaniem warto też pamiętać, że przy pomiarach napięć zbliżonych do górnej granicy zakresu (tu 200 V) lepiej być świadomym, że digitowy składnik błędu może być istotny przy niskich napięciach, a procentowy przy wysokich. W dokumentacjach lotniczych i instrukcjach obsługi mierników zawsze podaje się oba te składniki – jest to dobra praktyka metrologiczna i standard w pomiarach wielkości elektrycznych, również w awionice.
W tym zadaniu kluczowe jest poprawne zrozumienie zapisu błędu przyrządu: ±(0,1% odczytu + 2 dgt). Wiele osób intuicyjnie liczy tylko procent od zakresu albo myli się przy interpretacji „digitów”, co prowadzi do zbyt małego albo zbyt dużego wyniku błędu bezwzględnego. Podstawowy błąd myślowy polega na tym, że część osób liczy 0,1% nie od odczytu, tylko od pełnego zakresu 200 V. To daje 0,1% × 200 V = 0,2 V, a potem ktoś dorzuca 0,2 V za „2 dgt” i wychodzi mu 0,4 V, co sugeruje odpowiedź około ±0,42 V. Problem w tym, że w specyfikacji wyraźnie jest: „odczytu” (reading), a nie „zakresu” (range). W metrologii różnica między „% of reading” a „% of range” jest bardzo istotna. Producenci mierników cyfrowych zwykle podają błąd jako % odczytu, bo ma to większy sens praktyczny przy różnych poziomach mierzonych sygnałów. Druga częsta pułapka dotyczy digitów. „2 dgt” to nie są „2%”, ani „2 volty”, tylko dwie najmłodsze cyfry ostatniego miejsca pomiarowego. Na zakresie 200 V najmniejsza działka to 0,1 V, więc jeden digit to 0,1 V, a dwa digity to 0,2 V. Jeśli ktoś przyjmuje tu 0,1 V razem za całość, to wyjdzie mu za mały błąd, rzędu około 0,22 V. To jest zbyt optymistyczna ocena niepewności i nie odpowiada danym z karty katalogowej. Zdarza się też mieszanie obu składników: ktoś liczy 0,1% od odczytu poprawnie (≈0,12 V), ale potem źle dodaje digity albo zaokrągla w „dziwną stronę”, próbując dopasować wynik do którejś z proponowanych odpowiedzi. Tymczasem dobra praktyka jest prosta: najpierw liczysz część procentową dokładnie tak, jak jest podana (tu od odczytu), następnie przeliczasz digit na wartość napięcia na danym zakresie, a na końcu sumujesz je arytmetycznie. Z mojego doświadczenia w pracy z miernikami i podczas szkoleń technicznych wynika, że kto raz porządnie zrozumie, czym jest „digit”, ten potem znacznie lepiej ocenia jakość pomiarów. W awionice i przy diagnostyce instalacji elektrycznych statku powietrznego błędne oszacowanie niepewności może prowadzić do fałszywej oceny stanu układu: można np. uznać sprawne zasilanie za uszkodzone albo odwrotnie. Dlatego warto przy takich zadaniach krok po kroku analizować zapis błędu i trzymać się metodyki obliczeń spotykanej w instrukcjach obsługi mierników i normach metrologicznych.