I. Sissejuhatus
Vesi võib küünlaid süüdata, kas see on tõsi?See on tõsi!
Kas on tõsi, et maod kardavad realgarit?See on vale!
Mida me täna arutame, on:
Häired võivad mõõtmise täpsust parandada, kas see on tõsi?
Tavaolukorras on häired mõõtmise loomulik vaenlane.Häired vähendavad mõõtmise täpsust.Rasketel juhtudel ei toimu mõõtmist normaalselt.Sellest vaatenurgast võivad häired parandada mõõtmise täpsust, mis on vale!
Siiski, kas see on alati nii?Kas on olukord, kus häired ei vähenda mõõtmistäpsust, vaid hoopis parandavad seda?
Vastus on jah!
2. Sekkumisleping
Koos tegeliku olukorraga sõlmime häirete kohta järgmise kokkuleppe:
- Häired ei sisalda alalisvoolu komponente.Tegelikul mõõtmisel on häired peamiselt vahelduvvoolu häired ja see eeldus on mõistlik.
- Võrreldes mõõdetud alalispingega on häirete amplituud suhteliselt väike.See on kooskõlas tegeliku olukorraga.
- Häired on perioodiline signaal või keskmine väärtus on null kindla ajavahemiku jooksul.See punkt ei pruugi tegeliku mõõtmise korral tõele vastata.Kuna aga häired on üldiselt kõrgema sagedusega vahelduvvoolu signaalid, on enamiku häirete puhul mõistlik kasutada nulli keskmist pikema aja jooksul.
3. Mõõtmistäpsus häirete korral
Enamik elektrilisi mõõteriistu ja arvestiid kasutavad nüüd AD-muundureid ning nende mõõtetäpsus on tihedalt seotud AD-muunduri lahutusvõimega.Üldiselt on suurema eraldusvõimega AD-muunduritel suurem mõõtmistäpsus.
Kuid AD eraldusvõime on alati piiratud.Eeldusel, et AD eraldusvõime on 3 bitti ja kõrgeim mõõtepinge on 8V, on AD-muundur samaväärne 8 ossa jagatud skaalaga, iga jaotus on 1V.on 1V.Selle AD mõõtmistulemus on alati täisarv ja kümnendosa kantakse alati kaasa või jäetakse kõrvale, mida selles töös eeldatakse.Kandmine või äraviskamine põhjustab mõõtmisvigu.Näiteks 6,3 V on suurem kui 6 V ja väiksem kui 7 V.AD mõõtmise tulemus on 7V ja viga 0,7V.Me nimetame seda viga AD kvantimisveaks.
Analüüsi mugavuse huvides eeldame, et skaalal (AD-muunduril) pole muid mõõtmisvigu peale AD kvantimisvea.
Nüüd kasutame kahte identset skaalat joonisel 1 näidatud kahe alalispinge mõõtmiseks ilma häireteta (ideaalne olukord) ja häiretega.
Nagu on näidatud joonisel 1, on tegelik mõõdetud alalispinge 6,3 V ja vasakpoolsel joonisel oleval alalispingel ei ole häireid ja see on konstantse väärtusega.Parempoolne joonis näitab vahelduvvoolu poolt häiritud alalisvoolu ja selle väärtuses on teatav kõikumine.Parempoolse diagrammi alalispinge võrdub vasakpoolse diagrammi alalisvoolu pingega pärast häiresignaali kõrvaldamist.Joonisel olev punane ruut tähistab AD-muunduri teisendustulemust.
Ideaalne alalispinge ilma häireteta
Rakendage segavat alalispinget, mille keskmine väärtus on null
Tehke 10 alalisvoolu mõõtmist ülaltoodud joonisel kahel juhul ja seejärel arvutage 10 mõõtmist.
Esimest vasakpoolset skaalat mõõdetakse 10 korda ja näidud on iga kord samad.AD kvantimisvea mõju tõttu on iga näit 7 V.Pärast 10 mõõtmise keskmistamist on tulemuseks endiselt 7 V.AD kvantimisviga on 0,7 V ja mõõtmisviga 0,7 V.
Teine parempoolne skaala on dramaatiliselt muutunud:
Häirepinge ja amplituudi positiivse ja negatiivse erinevuse tõttu on AD kvantimisviga erinevates mõõtmispunktides erinev.AD kvantimisvea muutumise all muutub AD mõõtmistulemus 6V ja 7V vahel.Mõõtmistest seitse olid 7V, ainult kolm 6V ja 10 mõõtmise keskmine oli 6,3V!Viga on 0V!
Tegelikult pole ükski viga võimatu, sest objektiivses maailmas pole ranget 6,3 V!Siiski on tõesti olemas:
Häirete puudumisel, kuna iga mõõtmistulemus on sama, jääb viga pärast 10 mõõtmise keskmistamist muutumatuks!
Kui häireid on piisavalt palju, väheneb AD kvantimisviga pärast 10 mõõtmise keskmistamist suurusjärgu võrra!Eraldusvõime paraneb suurusjärgu võrra!Mõõtmistäpsus paraneb ka suurusjärgu võrra!
Põhiküsimused on järgmised:
Kas see on sama, kui mõõdetud pinge on muud väärtused?
Lugejad võivad soovida järgida teises jaotises häireid käsitlevat kokkulepet, väljendada häireid arvväärtuste seeriaga, asetada häired mõõdetud pingele ja seejärel arvutada iga punkti mõõtmistulemused vastavalt AD-muunduri kandepõhimõttele. ja arvutage seejärel kontrollimiseks keskmine väärtus, kui häirete amplituud võib põhjustada AD kvantiseerimise järgse lugemise muutumise ja diskreetimissagedus on piisavalt kõrge (häirete amplituudi muutustel on pigem üleminekuprotsess, mitte kaks positiivset ja negatiivset väärtust ) ja täpsust tuleb parandada!
Saab tõestada, et seni, kuni mõõdetud pinge ei ole täpselt täisarv (seda ei eksisteeri objektiivses maailmas), esineb AD kvantimisviga, olenemata sellest, kui suur on AD kvantimisviga, seni kuni amplituud interferents on suurem kui AD kvantimisviga või suurem kui AD minimaalne eraldusvõime, põhjustab see mõõtmistulemuse muutumise kahe kõrvuti asetseva väärtuse vahel.Kuna interferents on positiivne ja negatiivne sümmeetriline, on vähenemise ja suurenemise suurus ja tõenäosus võrdsed.Seega, kui tegelik väärtus on kummale väärtusele lähemal, on tõenäosus, et see ilmub, suurem ja pärast keskmistamist on see selle väärtuse lähedal.
See tähendab: mitme mõõtmise keskmine väärtus (häire keskmine väärtus on null) peab olema häireteta mõõtmistulemusele lähemal, see tähendab, et vahelduvvoolu häiresignaali kasutamine keskmise väärtusega null ja mitme mõõtmise keskmistamine võib vähendada samaväärset AD Quantize. vead, parandada AD mõõtmise eraldusvõimet ja parandada mõõtmistäpsust!
Postitusaeg: juuli-13-2023
