Фактори, що обмежують точність вимірювань

Граничні значення шумів.

Нехай вимірювальний пристрій власних похибок не створює. Чи вимірювання таким пристроєм пизведе до певної похибки? Адже будь-яке вимірювання – це збурення системи.

Сигнал на вході буде зазнавати впливу термодинаміних похибок: (формула Найквіста для потужності теплових шумів), тут θ– термодинамічна температура, Δf– необхідна смуга пропускання.

Банатократне вимірювання та усереднення. Проведення кількох вимірювань призводить до зменшення середньої потужності шумів (похибка зменшиться. оскільки зменшиться похибка середнього арифметичного по відношенню до похибки однократного вимірювання): (за умов незалежності виборок). Цей зв’язок аргументується теоремою Котельникова , t – час вимірювання; при більших n відліки вже не будуть незалежними, точність не покращується. Таким чином: . Введемо позначення: вхідний опір приладу , напруга сигналу U; тоді напруга шумів ; середнє квадратичне відхилення (СКВ) шумів . Термодинамічні шуми мають нормальну функцію розподілу. Вводять ентропійне значення похибки , де – ентропія випадкової похибки з рівномірним розподілм. Для нормального розподілу , тут 2,07 – множник зважування. Ентропійне значення похибки (її "руйнуюча здатність") – значення похибки з рівномірним розподілом, що за дезінформаційним впливом еквівалентне значенню похибки з даним розподілом – ; тут – Макс. енергія шуму; – повна енергія, яка на протязі процесу вимірювання відбирається від об'єкту вимірювання. Існування такої оцінки призводить до того, що якщо енергія, відбираєма від об'єкту, менше певного порогового значення, то вимірювання втрачає зміст. Оскільки прилад все ж не ідеальний, то ця умова жорсткіша.

Енергетичний поріг чутливості реального вимірювального процесу. В реальному приладі існує власна похибка : – втрата точності, яка є мірою енергії, що, будучи відібраною від об'єкта виміру, витрачається марно. Шумовий ККД вимірювального пристрою – відношення корисної енергії до повної, що споживається від об'єкта вимірювання. При багатократному вимірюванні підвищується енергетичний обмін – покращується точність.

Енергетичний поріг ідеального приладу при кімнатній температурі . Для реального пристрою енергетичний поріг чутливості – енергія, що споживається від об'єкта за час вимірювання, коли сигнал дорівнює абсолютній похибці вимір. пристрою . Гранично мале значення цієї величини – значення для ідеального приладу.

Основні джерела перешкод в схемах:

1) локальні (природою даних перешкод є омічні контакти, тобто контакти не дуже якісні, а також різнорідне з’єднання провідників. Все це може впливати на величину похибок).

2) невдала організація елементів схеми, модулів схеми, невдала організація заземлення.

3) вплив зовнішніх чинників( різноманітні поля).

Поиск по сайту: