Sự can thiệp có thể cải thiện độ chính xác của phép đo, có đúng không?

I. Giới thiệu

Nước có thể thắp nến, có đúng không?Đúng rồi!

Có thật là rắn sợ hùng hoàng?Nó sai rồi!

Điều chúng ta sẽ thảo luận hôm nay là:

Sự can thiệp có thể cải thiện độ chính xác của phép đo, có đúng không?

Trong những trường hợp bình thường, nhiễu là kẻ thù tự nhiên của phép đo.Sự can thiệp sẽ làm giảm độ chính xác của phép đo.Trong trường hợp nghiêm trọng, phép đo sẽ không được thực hiện bình thường.Từ góc độ này, nhiễu có thể cải thiện độ chính xác của phép đo, điều này là sai!

Tuy nhiên, điều này có luôn luôn như vậy không?Có tình huống nào mà nhiễu không làm giảm độ chính xác của phép đo mà thay vào đó lại cải thiện nó không?

Câu trả lời là có!

2. Thỏa thuận can thiệp

Kết hợp với tình hình thực tế, chúng tôi thống nhất về vấn đề can thiệp như sau:

• Sự can thiệp không chứa các thành phần DC.Trong phép đo thực tế, nhiễu chủ yếu là nhiễu AC và giả định này là hợp lý.
• So với điện áp DC đo được, biên độ nhiễu tương đối nhỏ.Điều này phù hợp với tình hình thực tế.
• Nhiễu là tín hiệu định kỳ hoặc giá trị trung bình bằng 0 trong một khoảng thời gian cố định.Điểm này không nhất thiết đúng trong phép đo thực tế.Tuy nhiên, vì nhiễu thường là tín hiệu AC tần số cao hơn nên đối với hầu hết các nhiễu, quy ước về giá trị trung bình bằng 0 là hợp lý trong khoảng thời gian dài hơn.

3. Độ chính xác của phép đo khi bị nhiễu

Hầu hết các dụng cụ đo điện và máy đo hiện nay đều sử dụng bộ chuyển đổi AD và độ chính xác đo của chúng liên quan chặt chẽ đến độ phân giải của bộ chuyển đổi AD.Nói chung, bộ chuyển đổi AD có độ phân giải cao hơn có độ chính xác đo cao hơn.

Tuy nhiên, độ phân giải của AD luôn bị hạn chế.Giả sử độ phân giải của AD là 3 bit và điện áp đo cao nhất là 8V thì bộ chuyển đổi AD tương đương với một thang chia thành 8 vạch, mỗi vạch là 1V.là 1V.Kết quả đo của AD này luôn là số nguyên và phần thập phân luôn được mang hoặc bị loại bỏ, điều này được giả định là có trong bài báo này.Mang hoặc vứt bỏ sẽ gây ra sai số đo.Ví dụ: 6,3V lớn hơn 6V và nhỏ hơn 7V.Kết quả đo AD là 7V và có sai số 0,7V.Chúng tôi gọi lỗi này là lỗi lượng tử hóa AD.

Để thuận tiện cho việc phân tích, chúng tôi giả sử rằng thang đo (bộ chuyển đổi AD) không có lỗi đo nào khác ngoại trừ lỗi lượng tử hóa AD.

Bây giờ, chúng tôi sử dụng hai thang đo giống hệt nhau để đo hai điện áp DC được hiển thị trong Hình 1 mà không bị nhiễu (tình huống lý tưởng) và có nhiễu.

Như trong Hình 1, điện áp DC đo được thực tế là 6,3V và điện áp DC ở hình bên trái không có bất kỳ nhiễu nào và nó là một giá trị không đổi về giá trị.Hình bên phải thể hiện dòng điện một chiều bị nhiễu bởi dòng điện xoay chiều và có sự biến động nhất định về giá trị.Điện áp DC ở sơ đồ bên phải bằng điện áp DC ở sơ đồ bên trái sau khi loại bỏ tín hiệu nhiễu.Hình vuông màu đỏ trong hình biểu thị kết quả chuyển đổi của bộ chuyển đổi AD.