introduksjon
Vann kan tenne lys, er det sant?Det er sant!
Er det sant at slanger er redde for realgar?Det er falskt!
Det vi skal diskutere i dag er:
Interferens kan forbedre målenøyaktigheten, er det sant?
Under normale omstendigheter er interferens målingens naturlige fiende.Interferens vil redusere målenøyaktigheten.I alvorlige tilfeller vil måling ikke bli utført normalt.Fra dette perspektivet kan interferens forbedre målenøyaktigheten, noe som er usant!
Men er dette alltid tilfelle?Er det en situasjon der interferens ikke reduserer målenøyaktigheten, men i stedet forbedrer den?
Svaret er ja!
2. Interferensavtale
Kombinert med den faktiske situasjonen, gjør vi følgende avtale om forstyrrelsen:
- Interferens inneholder ikke DC-komponenter.I selve målingen er interferensen hovedsakelig AC-interferens, og denne antagelsen er rimelig.
- Sammenlignet med den målte likespenningen er interferensamplituden relativt liten.Dette er i tråd med den faktiske situasjonen.
- Interferens er et periodisk signal, eller middelverdien er null innenfor en bestemt tidsperiode.Dette punktet er ikke nødvendigvis sant i faktisk måling.Men siden interferensen generelt er et høyere frekvens AC-signal, for de fleste interferenser, er konvensjonen av nullmiddelverdi rimelig for en lengre tidsperiode.
3. Målenøyaktighet under interferens
De fleste elektriske måleinstrumenter og målere bruker nå AD-omformere, og deres målenøyaktighet er nært knyttet til oppløsningen til AD-omformeren.Generelt sett har AD-omformere med høyere oppløsning høyere målenøyaktighet.
Imidlertid er oppløsningen av AD alltid begrenset.Forutsatt at oppløsningen til AD er 3 biter og den høyeste målespenningen er 8V, tilsvarer AD-omformeren en skala delt inn i 8 divisjoner, hver divisjon er 1V.er 1V.Måleresultatet til denne AD er alltid et heltall, og desimaldelen bæres alltid eller forkastes, noe som antas å bæres i denne artikkelen.Bæring eller kassering vil forårsake målefeil.For eksempel er 6,3V større enn 6V og mindre enn 7V.AD-måleresultatet er 7V, og det er en feil på 0,7V.Vi kaller denne feilen AD kvantiseringsfeil.
For enkelhets skyld antar vi at skalaen (AD-omformer) ikke har andre målefeil bortsett fra AD-kvantiseringsfeilen.
Nå bruker vi slike to identiske skalaer for å måle de to likespenningene vist i figur 1 uten interferens (ideell situasjon) og med interferens.
Som vist i figur 1, er den faktisk målte likespenningen 6,3V, og likespenningen i den venstre figuren har ingen forstyrrelser, og den er en konstant verdi i verdi.Figuren til høyre viser likestrømmen forstyrret av vekselstrømmen, og det er en viss svingning i verdien.DC-spenningen i det høyre diagrammet er lik DC-spenningen i det venstre diagrammet etter eliminering av interferenssignalet.Den røde firkanten i figuren representerer konverteringsresultatet til AD-omformeren.
Ideell likespenning uten forstyrrelser
Påfør en forstyrrende likespenning med en middelverdi på null
Gjør 10 målinger av likestrømmen i de to tilfellene i figuren ovenfor, og deretter gjennomsnitt de 10 målingene.
Den første skalaen til venstre måles 10 ganger, og avlesningene er de samme hver gang.På grunn av påvirkningen av AD-kvantiseringsfeil er hver avlesning 7V.Etter at 10 målinger er gjennomsnittet, er resultatet fortsatt 7V.AD-kvantiseringsfeilen er 0,7V, og målefeilen er 0,7V.
Den andre skalaen til høyre har endret seg dramatisk:
På grunn av forskjellen i det positive og negative til interferensspenningen og amplituden, er AD-kvantiseringsfeilen forskjellig ved forskjellige målepunkter.Under endringen av AD-kvantiseringsfeilen endres AD-måleresultatet mellom 6V og 7V.Syv av målingene var 7V, kun tre var 6V, og gjennomsnittet av de 10 målingene var 6,3V!Feilen er 0V!
Faktisk er ingen feil umulig, for i den objektive verden er det ingen streng 6,3V!Imidlertid er det faktisk:
I tilfelle ingen interferens, siden hvert måleresultat er det samme, etter gjennomsnittlig 10 målinger, forblir feilen uendret!
Når det er en passende mengde interferens, etter at 10 målinger er gjennomsnittet, reduseres AD-kvantiseringsfeilen med en størrelsesorden!Oppløsningen er forbedret med en størrelsesorden!Målenøyaktigheten er også forbedret med en størrelsesorden!
De viktigste spørsmålene er:
Er det det samme når den målte spenningen er andre verdier?
Lesere kan ønske å følge avtalen om interferens i den andre delen, uttrykke interferensen med en serie numeriske verdier, legge interferensen over den målte spenningen, og deretter beregne måleresultatene for hvert punkt i henhold til bæreprinsippet til AD-omformeren , og beregn deretter gjennomsnittsverdien for verifisering, så lenge interferensamplituden kan føre til at avlesningen etter AD-kvantisering endres, og samplingsfrekvensen er høy nok (endringer i interferensamplitude har en overgangsprosess, i stedet for to verdier av positiv og negativ ), og nøyaktigheten må forbedres!
Det kan bevises at så lenge den målte spenningen ikke akkurat er et heltall (den eksisterer ikke i den objektive verden), vil det være AD kvantiseringsfeil, uansett hvor stor AD kvantiseringsfeilen er, så lenge amplituden på interferensen er større enn AD-kvantiseringsfeilen eller større enn minimumsoppløsningen til AD, vil det føre til at måleresultatet endres mellom to tilstøtende verdier.Siden interferensen er positiv og negativ symmetrisk, er størrelsen og sannsynligheten for reduksjon og økning like.Derfor, når den faktiske verdien er nærmere hvilken verdi, er sannsynligheten for hvilken verdi som vises større, og det vil være nær hvilken verdi etter gjennomsnittet.
Det vil si: middelverdien av flere målinger (interferensmiddelverdien er null) må være nærmere måleresultatet uten interferens, det vil si at bruk av AC-interferenssignalet med en gjennomsnittsverdi på null og gjennomsnittlig multiple målinger kan redusere tilsvarende AD Quantize feil, forbedre AD-måleoppløsningen og forbedre målenøyaktigheten!
Innleggstid: 13-jul-2023
