I. Ներածություն
Ջուրը կարո՞ղ է մոմեր վառել, ճի՞շտ է դա։ Դա ճիշտ է։
Ճի՞շտ է, որ օձերը վախենում են ռեալգարից։ Դա սուտ է։
Այն, ինչ մենք այսօր քննարկելու ենք, հետևյալն է.
Միջամտությունը կարող է բարելավել չափման ճշգրտությունը, ճի՞շտ է դա։
Նորմալ պայմաններում միջամտությունը չափման բնական թշնամին է։ Միջամտությունը կնվազեցնի չափման ճշգրտությունը։ Ծանր դեպքերում չափումը նորմալ չի կատարվի։ Այս տեսանկյունից միջամտությունը կարող է բարելավել չափման ճշգրտությունը, ինչը սխալ է։
Սակայն, արդյո՞ք սա միշտ է այդպես։ Կա՞ արդյոք իրավիճակ, երբ միջամտությունը չի նվազեցնում չափման ճշգրտությունը, այլ ընդհակառակը բարելավում է այն։
Պատասխանը՝ այո՛։
2. Միջամտության մասին համաձայնագիր
Հաշվի առնելով իրական իրավիճակը՝ մենք միջամտության վերաբերյալ հետևյալ համաձայնության ենք գալիս.
- Խանգարումը չի պարունակում հաստատուն հոսանքի բաղադրիչներ: Իրական չափման դեպքում խանգարումը հիմնականում փոփոխական հոսանքի խանգարում է, և այս ենթադրությունը ողջամիտ է:
- Չափված հաստատուն հոսանքի լարման համեմատ, խանգարման ամպլիտուդը համեմատաբար փոքր է։ Սա համապատասխանում է իրական իրավիճակին։
- Խանգարումը պարբերական ազդանշան է, կամ միջին արժեքը զրո է որոշակի ժամանակահատվածում: Այս կետը պարտադիր չէ, որ ճիշտ լինի իրական չափման դեպքում: Այնուամենայնիվ, քանի որ խանգարումը, որպես կանոն, բարձր հաճախականության AC ազդանշան է, խանգարումների մեծ մասի համար զրոյական միջինի կոնվենցիան ողջամիտ է ավելի երկար ժամանակահատվածի համար:
3. Չափման ճշգրտությունը միջամտության պայմաններում
Էլեկտրական չափիչ սարքերի և հաշվիչների մեծ մասն այժմ օգտագործում է AD փոխարկիչներ, և դրանց չափման ճշգրտությունը սերտորեն կապված է AD փոխարկիչի լուծաչափի հետ: Ընդհանուր առմամբ, ավելի բարձր լուծաչափով AD փոխարկիչներն ունեն ավելի բարձր չափման ճշգրտություն:
Սակայն, AD-ի լուծաչափը միշտ սահմանափակ է։ Ենթադրելով, որ AD-ի լուծաչափը 3 բիթ է, իսկ ամենաբարձր չափման լարումը 8 Վ է, AD փոխարկիչը համարժեք է 8 բաժանման բաժանված սանդղակի, որոնցից յուրաքանչյուրը 1 Վ է։ Այս AD-ի չափման արդյունքը միշտ ամբողջ թիվ է, իսկ տասնորդական մասը միշտ տեղափոխվում կամ անտեսվում է, որը ենթադրվում է, որ տեղափոխվում է այս աշխատանքում։ Տեղափոխելը կամ անտեսելը կհանգեցնի չափման սխալների։ Օրինակ, 6.3 Վ-ն մեծ է 6 Վ-ից և փոքր է 7 Վ-ից։ AD չափման արդյունքը 7 Վ է, և կա 0.7 Վ սխալ։ Մենք այս սխալը անվանում ենք AD քվանտացման սխալ։
Վերլուծության հարմարության համար մենք ենթադրում ենք, որ սանդղակը (AD փոխարկիչը) չունի այլ չափման սխալներ, բացի AD քվանտացման սխալից։
Այժմ մենք օգտագործում ենք նման երկու նույնական սանդղակներ՝ նկար 1-ում ցույց տրված երկու հաստատուն հոսանքի լարումները չափելու համար՝ առանց միջամտության (իդեալական իրավիճակ) և միջամտությամբ։
Ինչպես ցույց է տրված նկար 1-ում, չափված իրական հաստատուն հոսանքի լարումը 6.3 Վ է, և ձախ նկարում պատկերված հաստատուն հոսանքի լարումը որևէ խանգարում չունի, և այն հաստատուն արժեք է: Աջ նկարում պատկերված է փոփոխական հոսանքի կողմից խանգարված հաստատուն հոսանքը, և արժեքի մեջ կա որոշակի տատանում: Աջ դիագրամում պատկերված հաստատուն հոսանքի լարումը հավասար է ձախ դիագրամում պատկերված հաստատուն հոսանքի լարմանը՝ խանգարման ազդանշանը վերացնելուց հետո: Նկարում պատկերված կարմիր քառակուսին ներկայացնում է AD փոխարկիչի փոխակերպման արդյունքը:
Իդեալական հաստատուն լարում առանց միջամտության
Կիրառեք խանգարող հաստատուն հոսանքի լարում՝ զրոյական միջին արժեքով
Վերևում պատկերված երկու դեպքերում կատարեք հաստատուն հոսանքի 10 չափում, ապա հաշվարկեք ստացված 10 չափումների միջինը։
Ձախ կողմում գտնվող առաջին սանդղակը չափվում է 10 անգամ, և ամեն անգամ ցուցմունքները նույնն են։ AD քվանտացման սխալի ազդեցության պատճառով յուրաքանչյուր ցուցմունքը 7 Վ է։ 10 չափումներից հետո միջինացված արդյունքը դեռևս 7 Վ է։ AD քվանտացման սխալը 0.7 Վ է, իսկ չափման սխալը՝ 0.7 Վ։
Աջ կողմում գտնվող երկրորդ մասշտաբը կտրուկ փոխվել է.
Ինտերֆերենցիայի լարման և ամպլիտուդի դրական և բացասական տարբերության պատճառով, AD քվանտացման սխալը տարբեր է տարբեր չափման կետերում: AD քվանտացման սխալի փոփոխության դեպքում AD չափման արդյունքը փոխվում է 6V-ի և 7V-ի միջև: Չափումներից յոթը 7V էին, միայն երեքը՝ 6V, իսկ 10 չափումների միջինը 6.3V էր: Սխալը 0V է:
Իրականում, ոչ մի սխալ անհնար չէ, քանի որ օբյեկտիվ աշխարհում չկա խիստ 6.3 Վ: Այնուամենայնիվ, իսկապես կան.
Խոչընդոտի բացակայության դեպքում, քանի որ յուրաքանչյուր չափման արդյունք նույնն է, 10 չափում միջինացնելուց հետո սխալը մնում է անփոփոխ։
Երբ կա համապատասխան քանակությամբ միջամտություն, 10 չափումներից հետո միջինացված AD քվանտացման սխալը նվազում է մեկ կարգի մեծությամբ։ Լուծաչափը բարելավվում է մեկ կարգի մեծությամբ։ Չափման ճշգրտությունը նույնպես բարելավվում է մեկ կարգի մեծությամբ։
Հիմնական հարցերն են՝
Նույնն է՞, երբ չափված լարումը այլ արժեքներ ունի։
Ընթերցողները կարող են ցանկանալ հետևել երկրորդ բաժնում ինտերֆերենցիայի վերաբերյալ համաձայնությանը, արտահայտել ինտերֆերենցիան թվային արժեքների շարքով, վերադրել ինտերֆերենցիան չափված լարման վրա, այնուհետև հաշվարկել յուրաքանչյուր կետի չափման արդյունքները՝ համաձայն AD փոխարկիչի կրման սկզբունքի, ապա հաշվարկել ստուգման համար միջին արժեքը, քանի դեռ ինտերֆերենցիայի ամպլիտուդը կարող է հանգեցնել AD քվանտացումից հետո ցուցմունքի փոփոխության, և նմուշառման հաճախականությունը բավականաչափ բարձր է (ինտերֆերենցիայի ամպլիտուդի փոփոխությունները ունեն անցումային գործընթաց, այլ ոչ թե դրական և բացասական երկու արժեքներ), և ճշգրտությունը պետք է բարելավվի։
Կարելի է ապացուցել, որ քանի դեռ չափված լարումը ճիշտ ամբողջ թիվ չէ (այն գոյություն չունի օբյեկտիվ աշխարհում), կլինի AD քվանտացման սխալ, անկախ նրանից, թե որքան մեծ է AD քվանտացման սխալը, քանի դեռ ինտերֆերենցիայի ամպլիտուդը մեծ է AD քվանտացման սխալից կամ մեծ է AD-ի նվազագույն լուծաչափից, դա կհանգեցնի չափման արդյունքի փոփոխության երկու հարակից արժեքների միջև։ Քանի որ ինտերֆերենցիան դրական և բացասական սիմետրիկ է, նվազման և աճի մեծությունն ու հավանականությունը հավասար են։ Հետևաբար, երբ իրական արժեքը ավելի մոտ է որ արժեքին, որ արժեքի հայտնվելու հավանականությունն ավելի մեծ է, և այն մոտ կլինի որ արժեքին միջինացումից հետո։
Այսինքն՝ բազմակի չափումների միջին արժեքը (միջամտության միջին արժեքը զրո է) պետք է ավելի մոտ լինի չափման արդյունքին՝ առանց միջամտության, այսինքն՝ զրոյական միջին արժեքով AC միջամտության ազդանշանի օգտագործումը և բազմակի չափումների միջինացումը կարող են նվազեցնել համարժեք AD քվանտացման սխալները, բարելավել AD չափման լուծաչափը և բարելավել չափման ճշգրտությունը։
Հրապարակման ժամանակը. Հուլիս-13-2023
