I. paraqitje
Uji mund të ndezë qirinj, a është e vërtetë?Eshte e vertete!
A është e vërtetë që gjarpërinjtë kanë frikë nga realgari?Është e rreme!
Ajo që do të diskutojmë sot është:
Ndërhyrja mund të përmirësojë saktësinë e matjes, a është e vërtetë?
Në rrethana normale, ndërhyrja është armiku natyror i matjes.Ndërhyrja do të zvogëlojë saktësinë e matjes.Në raste të rënda, matja nuk do të kryhet normalisht.Nga ky këndvështrim, ndërhyrja mund të përmirësojë saktësinë e matjes, e cila është e rreme!
Megjithatë, a është gjithmonë kështu?A ka një situatë ku ndërhyrja nuk e zvogëlon saktësinë e matjes, por përkundrazi e përmirëson atë?
Përgjigja është po!
2. Marrëveshja për ndërhyrje
Kombinuar me situatën aktuale, ne bëjmë marrëveshjen e mëposhtme për ndërhyrjen:
- Ndërhyrja nuk përmban komponentë DC.Në matjen aktuale, ndërhyrja është kryesisht ndërhyrje AC, dhe ky supozim është i arsyeshëm.
- Krahasuar me tensionin e matur DC, amplituda e ndërhyrjes është relativisht e vogël.Kjo është në përputhje me situatën aktuale.
- Ndërhyrja është një sinjal periodik, ose vlera mesatare është zero brenda një periudhe të caktuar kohe.Kjo pikë nuk është domosdoshmërisht e vërtetë në matjen aktuale.Megjithatë, duke qenë se ndërhyrja është përgjithësisht një sinjal AC me frekuencë më të lartë, për shumicën e interferencave, konventa e mesatares zero është e arsyeshme për një periudhë më të gjatë kohore.
3. Saktësia e matjes nën ndërhyrje
Shumica e instrumenteve matëse elektrike dhe njehsorëve tani përdorin konvertues AD, dhe saktësia e matjes së tyre është e lidhur ngushtë me rezolucionin e konvertuesit AD.Në përgjithësi, konvertuesit AD me rezolucion më të lartë kanë saktësi më të lartë të matjes.
Megjithatë, zgjidhja e AD është gjithmonë e kufizuar.Duke supozuar se rezolucioni i AD është 3 bit dhe voltazhi më i lartë i matjes është 8V, konverteri AD është i barabartë me një shkallë të ndarë në 8 ndarje, secila ndarje është 1V.është 1V.Rezultati i matjes së kësaj AD është gjithmonë një numër i plotë, dhe pjesa dhjetore mbartet ose hidhet gjithmonë, gjë që supozohet të mbartet në këtë punim.Mbajtja ose hedhja do të shkaktojë gabime në matje.Për shembull, 6.3V është më e madhe se 6V dhe më pak se 7V.Rezultati i matjes së AD është 7V dhe ka një gabim prej 0.7V.Ne e quajmë këtë gabim gabim kuantizimi AD.
Për lehtësinë e analizës, supozojmë se shkalla (konvertuesi AD) nuk ka gabime të tjera matjeje përveç gabimit të kuantizimit AD.
Tani, ne përdorim dy shkallë të tilla identike për të matur dy tensionet DC të paraqitura në Figurën 1 pa ndërhyrje (situata ideale) dhe me ndërhyrje.
Siç tregohet në figurën 1, voltazhi aktual i matur DC është 6.3 V, dhe tensioni DC në figurën e majtë nuk ka asnjë ndërhyrje dhe është një vlerë konstante në vlerë.Figura në të djathtë tregon rrymën direkte të shqetësuar nga rryma alternative, dhe ka një luhatje të caktuar në vlerë.Tensioni DC në diagramin e djathtë është i barabartë me tensionin DC në diagramin e majtë pas eliminimit të sinjalit të ndërhyrjes.Sheshi i kuq në figurë paraqet rezultatin e konvertimit të konvertuesit AD.
Tension ideal DC pa ndërhyrje
Aplikoni një tension interferues DC me një vlerë mesatare zero
Bëni 10 matje të rrymës direkte në dy rastet në figurën e mësipërme dhe më pas mesatarizoni 10 matje.
Shkalla e parë në të majtë matet 10 herë, dhe leximet janë të njëjta çdo herë.Për shkak të ndikimit të gabimit të kuantizimit AD, çdo lexim është 7V.Pas 10 matjeve mesatare, rezultati është ende 7V.Gabimi i kuantizimit të AD është 0,7 V, dhe gabimi i matjes është 0,7 V.
Shkalla e dytë në të djathtë ka ndryshuar në mënyrë dramatike:
Për shkak të ndryshimit në pozitiv dhe negativ të tensionit të ndërhyrjes dhe amplitudës, gabimi i kuantizimit AD është i ndryshëm në pika të ndryshme matëse.Nën ndryshimin e gabimit të kuantizimit AD, rezultati i matjes AD ndryshon midis 6V dhe 7V.Shtatë nga matjet ishin 7V, vetëm tre ishin 6V dhe mesatarja e 10 matjeve ishte 6.3V!Gabimi është 0V!
Në fakt, asnjë gabim nuk është i pamundur, sepse në botën objektive, nuk ka 6.3V strikte!Megjithatë, në të vërtetë ka:
Në rast të mungesës së ndërhyrjeve, pasi çdo rezultat matjeje është i njëjtë, pas mesatares së 10 matjeve, gabimi mbetet i pandryshuar!
Kur ka një sasi të përshtatshme ndërhyrjeje, pasi të jenë vlerësuar mesatarisht 10 matje, gabimi i kuantizimit AD zvogëlohet me një renditje të madhësisë!Rezolucioni është përmirësuar me një rend të madhësisë!Saktësia e matjes është përmirësuar gjithashtu me një renditje të madhësisë!
Pyetjet kryesore janë:
A është e njëjtë kur voltazhi i matur është vlera të tjera?
Lexuesit mund të dëshirojnë të ndjekin marrëveshjen për ndërhyrjen në seksionin e dytë, të shprehin ndërhyrjen me një seri vlerash numerike, të mbivendosin ndërhyrjen në tensionin e matur dhe më pas të llogarisin rezultatet e matjes së çdo pike sipas parimit të bartjes së konvertuesit AD , dhe më pas llogarisni vlerën mesatare për verifikim, për sa kohë që amplituda e ndërhyrjes mund të shkaktojë ndryshimin e leximit pas kuantizimit të AD, dhe frekuenca e kampionimit është mjaft e lartë (ndryshimet e amplitudës së ndërhyrjes kanë një proces tranzicioni, në vend të dy vlerave pozitive dhe negative ), dhe saktësia duhet të përmirësohet!
Mund të vërtetohet se për sa kohë që tensioni i matur nuk është saktësisht një numër i plotë (ai nuk ekziston në botën objektive), do të ketë gabim kuantizimi AD, pavarësisht sa i madh është gabimi i kuantizimit AD, për sa kohë që amplituda e ndërhyrja është më e madhe se gabimi i kuantizimit AD ose më i madh se rezolucioni minimal i AD, do të bëjë që rezultati i matjes të ndryshojë midis dy vlerave ngjitur.Meqenëse ndërhyrja është simetrike pozitive dhe negative, madhësia dhe probabiliteti i uljes dhe rritjes janë të barabarta.Prandaj, kur vlera aktuale është më afër cilës vlerë, probabiliteti se cilës vlerë do të shfaqet është më i madh dhe do të jetë afër cilës vlerë pas mesatares.
Kjo do të thotë: vlera mesatare e matjeve të shumta (vlera mesatare e ndërhyrjes është zero) duhet të jetë më afër rezultatit të matjes pa ndërhyrje, domethënë, përdorimi i sinjalit të interferencës AC me një vlerë mesatare zero dhe mesatarja e matjeve të shumëfishta mund të zvogëlojë ekuivalentin AD Quantize. gabime, përmirësoni rezolucionin e matjeve të AD dhe përmirësoni saktësinë e matjes!
Koha e postimit: Korrik-13-2023
