I.Giriş
Su Mumları Yakabilir, Doğru mu?Bu doğru!
Yılanların Realgar'dan korktuğu doğru mu?Bu yanlış!
Bugün tartışacağımız konu şudur:
Parazit ölçüm doğruluğunu artırabilir, doğru mu?
Normal koşullar altında girişim, ölçümün doğal düşmanıdır.Parazit ölçüm doğruluğunu azaltacaktır.Ciddi durumlarda ölçüm normal şekilde yapılmayacaktır.Bu açıdan bakıldığında girişim, ölçüm doğruluğunu artırabilir ki bu yanlıştır!
Ancak bu her zaman böyle midir?Parazitlerin ölçüm doğruluğunu azaltmadığı, aksine arttırdığı bir durum var mı?
Cevap Evet!
2. Müdahale Anlaşması
Fiili durumla birlikte müdahale konusunda aşağıdaki anlaşmayı yapıyoruz:
- Parazit DC bileşenleri içermez.Gerçek ölçümde parazit esas olarak AC parazitidir ve bu varsayım makuldür.
- Ölçülen DC voltajıyla karşılaştırıldığında parazitin genliği nispeten küçüktür.Bu durum fiili duruma uygundur.
- Parazit periyodik bir sinyaldir veya ortalama değer sabit bir süre içinde sıfırdır.Bu noktanın gerçek ölçümde mutlaka doğru olması gerekmez.Bununla birlikte, girişim genellikle daha yüksek frekanslı bir AC sinyali olduğundan, çoğu girişim için sıfır ortalama kuralı daha uzun bir süre için makuldür.
3. Parazit altında ölçüm doğruluğu
Çoğu elektrikli ölçüm cihazı ve ölçüm cihazı artık AD dönüştürücüler kullanıyor ve bunların ölçüm doğruluğu, AD dönüştürücünün çözünürlüğüyle yakından ilgili.Genel olarak konuşursak, daha yüksek çözünürlüklü AD dönüştürücüler daha yüksek ölçüm doğruluğuna sahiptir.
Ancak AD'nin çözünürlüğü her zaman sınırlıdır.AD'nin çözünürlüğünün 3 bit ve en yüksek ölçüm voltajının 8V olduğunu varsayarsak, AD dönüştürücü her biri 1V olan 8 bölüme ayrılmış bir ölçeğe eşdeğerdir.1V'dir.Bu AD'nin ölçüm sonucu her zaman bir tam sayıdır ve ondalık kısım her zaman taşınır veya atılır, bu yazıda da taşındığı varsayılmaktadır.Taşımak veya atmak ölçüm hatalarına neden olur.Örneğin 6,3V, 6V'den büyük ve 7V'den küçüktür.AD ölçüm sonucu 7V'dir ve 0,7V'luk bir hata vardır.Bu hataya AD nicemleme hatası diyoruz.
Analizin kolaylığı açısından, ölçeğin (AD dönüştürücü) AD nicemleme hatası dışında başka ölçüm hatası olmadığını varsayıyoruz.
Şimdi, Şekil 1'de gösterilen iki DC gerilimini girişimsiz (ideal durum) ve girişimli olarak ölçmek için bu iki özdeş ölçeği kullanıyoruz.
Şekil 1'de gösterildiği gibi ölçülen gerçek DC voltajı 6,3V olup, soldaki şekildeki DC voltajında herhangi bir girişim yoktur ve değer olarak sabit bir değerdir.Sağdaki şekil alternatif akımdan bozulan doğru akımı göstermektedir ve değerde belli bir dalgalanma vardır.Sağ diyagramdaki DC gerilimi, parazit sinyali ortadan kaldırıldıktan sonra sol diyagramdaki DC gerilimine eşittir.Şekildeki kırmızı kare AD dönüştürücünün dönüşüm sonucunu temsil etmektedir.
Parazitsiz ideal DC voltajı
Ortalama değeri sıfır olan bir parazitli DC voltajı uygulayın
Yukarıdaki şekildeki iki durumda doğru akımın 10 ölçümünü yapın ve ardından 10 ölçümün ortalamasını alın.
Soldaki ilk ölçek 10 kez ölçülür ve okumalar her seferinde aynıdır.AD nicemleme hatasının etkisi nedeniyle her okuma 7V'dir.10 ölçümün ortalaması alındıktan sonra sonuç hala 7V'dir.AD nicemleme hatası 0,7V ve ölçüm hatası 0,7V'dir.
Sağdaki ikinci ölçek önemli ölçüde değişti:
Girişim voltajının ve genliğin pozitif ve negatif farklarından dolayı, AD nicemleme hatası farklı ölçüm noktalarında farklıdır.AD nicemleme hatasının değişmesi durumunda AD ölçüm sonucu 6V ile 7V arasında değişir.Ölçümlerden yedisi 7V, yalnızca üçü 6V ve 10 ölçümün ortalaması 6,3V idi!Hata 0V!
Aslında hiçbir hata imkansız değildir, çünkü nesnel dünyada kesin bir 6,3V yoktur!Ancak gerçekten de var:
Herhangi bir müdahale olmaması durumunda, her ölçüm sonucu aynı olduğundan, 10 ölçümün ortalaması alındıktan sonra hata değişmeden kalır!
Uygun miktarda girişim olduğunda, 10 ölçümün ortalaması alındıktan sonra AD nicemleme hatası büyüklük sırasına göre azaltılır!Çözünürlük büyüklük sırasına göre geliştirildi!Ölçüm doğruluğu da büyüklük sırasına göre geliştirildi!
Anahtar sorular şunlardır:
Ölçülen voltaj diğer değerlerde de aynı mı?
Okuyucular, ikinci bölümdeki girişimle ilgili anlaşmaya uymak, girişimi bir dizi sayısal değerle ifade etmek, girişimi ölçülen voltajın üzerine eklemek ve ardından AD dönüştürücünün taşıma ilkesine göre her noktanın ölçüm sonuçlarını hesaplamak isteyebilirler. ve ardından, girişim genliği AD nicemlemesinden sonraki okumanın değişmesine neden olabileceği ve örnekleme frekansı yeterince yüksek olduğu sürece doğrulama için ortalama değeri hesaplayın (girişim genliği değişiklikleri, pozitif ve negatif olmak üzere iki değerden ziyade bir geçiş sürecine sahiptir) ) ve doğruluğun iyileştirilmesi gerekiyor!
Ölçülen voltaj tam olarak bir tamsayı olmadığı sürece (objektif dünyada mevcut olmadığı sürece), AD nicemleme hatası ne kadar büyük olursa olsun, genlik olduğu sürece AD nicemleme hatasının olacağı kanıtlanabilir. girişim AD nicemleme hatasından daha büyükse veya AD'nin minimum çözünürlüğünden daha büyükse, ölçüm sonucunun iki bitişik değer arasında değişmesine neden olacaktır.Girişim pozitif ve negatif simetrik olduğundan azalma ve artışın büyüklüğü ve olasılığı eşittir.Dolayısıyla gerçek değer hangi değere yakınsa hangi değerin çıkma olasılığı daha fazla olur ve ortalama alındıktan sonra hangi değere yakın olur.
Yani: birden fazla ölçümün ortalama değeri (parazit ortalama değeri sıfırdır), müdahalesiz ölçüm sonucuna daha yakın olmalıdır; yani ortalama değeri sıfır olan AC girişim sinyalini kullanmak ve birden fazla ölçümün ortalamasını almak, eşdeğer AD Quantize'ı azaltabilir. hatalar, AD ölçüm çözünürlüğünü iyileştirin ve ölçüm doğruluğunu iyileştirin!
Gönderim zamanı: Temmuz-13-2023
