I. Inngangur
Vatn getur kveikt á kertum, er það satt?Það er satt!
Er það satt að snákar séu hræddir við realgar?Það er rangt!
Það sem við ætlum að ræða í dag er:
Truflanir geta bætt mælingarnákvæmni, er það satt?
Undir venjulegum kringumstæðum er truflun náttúrulegur óvinur mælinga.Truflanir munu draga úr mælingarnákvæmni.Í alvarlegum tilfellum verða mælingar ekki framkvæmdar með eðlilegum hætti.Frá þessu sjónarhorni geta truflanir bætt mælingarnákvæmni, sem er rangt!
En er þetta alltaf svona?Er það ástand þar sem truflun dregur ekki úr mælingarnákvæmni heldur bætir hana?
Svarið er já!
2. Afskiptasamningur
Ásamt raunverulegu ástandi gerum við eftirfarandi samkomulag um truflunina:
- Truflun inniheldur ekki DC íhluti.Í raunverulegri mælingu er truflunin aðallega AC truflun og þessi forsenda er sanngjörn.
- Í samanburði við mælda DC spennu er truflunaramplituðið tiltölulega lítið.Þetta er í samræmi við raunverulegar aðstæður.
- Truflun er reglubundið merki, eða meðalgildið er núll innan ákveðins tíma.Þetta atriði er ekki endilega rétt í raunverulegum mælingum.Hins vegar, þar sem truflunin er almennt hærri tíðni AC merki, fyrir flestar truflanir, er núll meðaltalið sanngjarnt í lengri tíma.
3. Mælingarnákvæmni við truflun
Flest rafmagns mælitæki og mælar nota nú AD breytir og mælingarnákvæmni þeirra er nátengd upplausn AD breytisins.Almennt séð hafa AD breytir með hærri upplausn meiri mælingarnákvæmni.
Hins vegar er upplausn AD alltaf takmörkuð.Miðað við að upplausn AD sé 3 bitar og hæsta mælispenna sé 8V, jafngildir AD breytir mælikvarða sem skiptist í 8 deildir, hver skipting er 1V.er 1V.Mælingarniðurstaða þessa AD er alltaf heil tala og tugahlutinn er alltaf borinn eða fleygt, sem gert er ráð fyrir að sé borinn í þessari grein.Að bera eða fleygja mun valda mæliskekkjum.Til dæmis er 6,3V meira en 6V og minna en 7V.AD mælingarniðurstaðan er 7V og það er villa upp á 0,7V.Við köllum þessa villu AD quantization error.
Til að auðvelda greiningu, gerum við ráð fyrir að kvarðinn (AD breytir) hafi engar aðrar mæliskekkjur nema AD magngreiningarvilluna.
Nú notum við svona tvo eins mælikvarða til að mæla DC spennurnar tvær sem sýndar eru á mynd 1 án truflana (tilvalið ástand) og með truflunum.
Eins og sýnt er á mynd 1 er raunveruleg mæld DC spenna 6,3V og DC spennan á vinstri myndinni hefur enga truflun og það er stöðugt gildi í gildi.Myndin til hægri sýnir jafnstrauminn sem truflast af riðstraumnum og er ákveðin sveifla á gildinu.Jafnspennan á hægri skýringarmyndinni er jöfn DC spennunni á vinstri skýringarmyndinni eftir að truflunarmerkið hefur verið útrýmt.Rauði ferningurinn á myndinni táknar umbreytingarniðurstöðu AD breytisins.
Tilvalin DC spenna án truflana
Settu á truflandi DC spennu með meðalgildi núlls
Gerðu 10 mælingar á jafnstraumnum í tveimur tilfellum á myndinni hér að ofan, og gerðu síðan meðaltal af 10 mælingunum.
Fyrsti kvarðinn til vinstri er mældur 10 sinnum og aflestrar eru þeir sömu í hvert skipti.Vegna áhrifa AD magngreiningarvillu er hver lestur 7V.Eftir að 10 mælingar eru teknar að meðaltali er niðurstaðan enn 7V.AD magngreiningarvillan er 0,7V og mælivillan er 0,7V.
Annar kvarðinn til hægri hefur breyst verulega:
Vegna mismunar á jákvæðu og neikvæðu truflunarspennu og amplitude er AD magngreiningarvillan mismunandi á mismunandi mælistöðum.Við breytingu á AD magngreiningarvillunni breytist AD mæliniðurstaðan á milli 6V og 7V.Sjö mælinganna voru 7V, aðeins þrjár voru 6V, og meðaltal mælinganna 10 var 6,3V!Villan er 0V!
Í raun er engin villa ómöguleg, því í hinum hlutlæga heimi er engin ströng 6,3V!Hins vegar eru vissulega til:
Ef engin truflun er, þar sem hver mæliniðurstaða er sú sama, eftir að meðaltali eru 10 mælingar, helst villan óbreytt!
Þegar það er viðeigandi magn af truflunum, eftir að 10 mælingar eru teknar að meðaltali, minnkar AD magngreiningarvillan um stærðargráðu!Upplausnin er bætt um stærðargráðu!Mælingarákvæmni er einnig bætt um stærðargráðu!
Lykilspurningarnar eru:
Er það sama þegar mæld spenna er önnur gildi?
Lesendur gætu viljað fylgja samkomulaginu um truflun í öðrum kafla, tjá truflunina með röð af tölugildum, leggja truflunum ofan á mælda spennu og reikna síðan mæliniðurstöður hvers punkts í samræmi við burðarreglu AD breytisins. , og reiknaðu síðan meðalgildið til sannprófunar, svo framarlega sem truflunarmagnið getur valdið því að aflestur eftir AD magngreiningu breytist og sýnatökutíðnin er nógu há (breytingar á truflunum amplitude hafa umbreytingarferli, frekar en tvö gildi jákvæð og neikvæð ), og nákvæmni verður að bæta!
Það er hægt að sanna að svo framarlega sem mæld spenna er ekki nákvæmlega heil tala (hún er ekki til í hinum hlutlæga heimi), þá verður AD magngreiningarvilla, sama hversu mikil AD magngreiningarvillan er, svo framarlega sem amplitude af truflunin er meiri en AD magngreiningarvillan eða meiri en lágmarksupplausn AD, mun það valda því að mæliniðurstaðan breytist á milli tveggja samliggjandi gilda.Þar sem truflunin er jákvæð og neikvæð samhverf eru stærð og líkur á lækkun og aukningu jafnar.Þess vegna, þegar raungildið er nær hvaða gildi, eru líkurnar á því hvaða gildi birtist meiri, og það verður nálægt hvaða gildi eftir meðaltal.
Það er: meðalgildi margra mælinga (meðalgildi truflana er núll) verður að vera nær mæliniðurstöðunni án truflana, það er að nota AC truflunarmerkið með meðalgildi núlls og meðaltal margra mælinga getur dregið úr jafngildi AD Quantize villur, bættu AD mælingarupplausn og bættu mælingarnákvæmni!
Pósttími: 13. júlí 2023
