I. Pendahuluan
Air Bisa Menyalakan Lilin, Benarkah?Itu benar!
Benarkah ular takut dengan realgar?Itu salah!
Yang akan kita bahas hari ini adalah:
Interferensi bisa meningkatkan akurasi pengukuran, benarkah?
Dalam keadaan normal, interferensi adalah musuh alami pengukuran.Interferensi akan mengurangi akurasi pengukuran.Dalam kasus yang parah, pengukuran tidak akan dilakukan secara normal.Dari perspektif ini, interferensi dapat meningkatkan akurasi pengukuran, dan itu salah!
Namun, apakah hal ini selalu terjadi?Apakah ada situasi di mana interferensi tidak mengurangi keakuratan pengukuran, namun justru meningkatkannya?
Jawabannya iya!
2. Perjanjian Interferensi
Dikombinasikan dengan situasi aktual, kami membuat kesepakatan mengenai campur tangan berikut:
- Interferensi tidak mengandung komponen DC.Dalam pengukuran sebenarnya, interferensi yang terjadi sebagian besar adalah interferensi AC, dan asumsi ini masuk akal.
- Dibandingkan dengan tegangan DC yang diukur, amplitudo interferensi relatif kecil.Hal ini sesuai dengan keadaan sebenarnya.
- Interferensi merupakan sinyal periodik, atau nilai rata-ratanya nol dalam jangka waktu tertentu.Poin ini belum tentu benar dalam pengukuran sebenarnya.Namun, karena interferensi umumnya merupakan sinyal AC berfrekuensi lebih tinggi, untuk sebagian besar interferensi, konvensi rata-rata nol masuk akal untuk jangka waktu yang lebih lama.
3. Akurasi pengukuran dalam kondisi gangguan
Sebagian besar alat ukur dan meteran listrik sekarang menggunakan konverter AD, dan keakuratan pengukurannya berkaitan erat dengan resolusi konverter AD.Secara umum, konverter AD dengan resolusi lebih tinggi memiliki akurasi pengukuran yang lebih tinggi.
Namun resolusi AD selalu terbatas.Dengan asumsi resolusi AD adalah 3 bit dan tegangan pengukuran tertinggi adalah 8V, konverter AD setara dengan skala yang dibagi menjadi 8 divisi, masing-masing divisi adalah 1V.adalah 1V.Hasil pengukuran AD ini selalu berupa bilangan bulat, dan bagian desimalnya selalu dibawa atau dibuang, yang diasumsikan dibawa dalam tulisan ini.Membawa atau membuang akan menyebabkan kesalahan pengukuran.Misalnya, 6.3V lebih besar dari 6V dan kurang dari 7V.Hasil pengukuran AD adalah 7V dan terdapat error sebesar 0,7V.Kami menyebutnya kesalahan kuantisasi AD.
Untuk memudahkan analisis, kami berasumsi bahwa skala (konverter AD) tidak memiliki kesalahan pengukuran lain kecuali kesalahan kuantisasi AD.
Sekarang, kita menggunakan dua skala identik untuk mengukur dua tegangan DC yang ditunjukkan pada Gambar 1 tanpa gangguan (situasi ideal) dan dengan gangguan.
Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1, tegangan DC terukur sebenarnya adalah 6.3V, dan tegangan DC pada gambar kiri tidak memiliki gangguan apa pun, dan nilainya konstan.Gambar di sebelah kanan menunjukkan arus searah yang terganggu oleh arus bolak-balik, dan terdapat fluktuasi nilai tertentu.Tegangan DC pada diagram kanan sama dengan tegangan DC pada diagram kiri setelah sinyal interferensi dihilangkan.Kotak merah pada gambar mewakili hasil konversi konverter AD.
Tegangan DC ideal tanpa gangguan
Terapkan tegangan DC interferensi dengan nilai rata-rata nol
Lakukan 10 pengukuran arus searah dalam dua kasus pada gambar di atas, lalu ratakan 10 pengukuran tersebut.
Skala pertama di sebelah kiri diukur 10 kali, dan pembacaannya sama setiap kali.Karena pengaruh kesalahan kuantisasi AD, setiap pembacaan adalah 7V.Setelah 10 pengukuran dirata-rata, hasilnya masih 7V.Kesalahan kuantisasi AD adalah 0,7V, dan kesalahan pengukuran adalah 0,7V.
Skala kedua di sebelah kanan telah berubah secara dramatis:
Karena perbedaan positif dan negatif tegangan interferensi dan amplitudo, kesalahan kuantisasi AD berbeda pada titik pengukuran yang berbeda.Di bawah perubahan kesalahan kuantisasi AD, hasil pengukuran AD berubah antara 6V dan 7V.Tujuh pengukuran adalah 7V, hanya tiga yang 6V, dan rata-rata dari 10 pengukuran adalah 6,3V!Kesalahannya adalah 0V!
Faktanya, tidak ada kesalahan yang mustahil, karena di dunia objektif, tidak ada 6.3V yang ketat!Namun, memang ada:
Jika tidak ada gangguan, karena setiap hasil pengukuran sama, setelah rata-rata 10 pengukuran, kesalahannya tetap tidak berubah!
Ketika terdapat jumlah interferensi yang sesuai, setelah 10 pengukuran dirata-ratakan, kesalahan kuantisasi AD dikurangi dengan urutan besarnya!Resolusi ditingkatkan dengan urutan besarnya!Akurasi pengukuran juga ditingkatkan dengan urutan besarnya!
Pertanyaan kuncinya adalah:
Apakah sama bila tegangan yang diukur adalah nilai lain?
Pembaca mungkin ingin mengikuti kesepakatan tentang interferensi di bagian kedua, menyatakan interferensi dengan serangkaian nilai numerik, menempatkan interferensi pada tegangan yang diukur, dan kemudian menghitung hasil pengukuran setiap titik sesuai dengan prinsip carry dari konverter AD. , lalu hitung nilai rata-rata untuk verifikasi, selama amplitudo interferensi dapat menyebabkan pembacaan setelah kuantisasi AD berubah, dan frekuensi pengambilan sampel cukup tinggi (perubahan amplitudo interferensi memiliki proses transisi, bukan dua nilai positif dan negatif ), dan akurasinya harus ditingkatkan!
Dapat dibuktikan bahwa selama tegangan yang diukur tidak persis bilangan bulat (tidak ada di dunia objektif), akan ada kesalahan kuantisasi AD, tidak peduli seberapa besar kesalahan kuantisasi AD, selama amplitudonya interferensi lebih besar dari kesalahan kuantisasi AD atau lebih besar dari resolusi minimum AD, maka akan menyebabkan hasil pengukuran berubah antara dua nilai yang berdekatan.Karena interferensinya simetris positif dan negatif, besaran dan peluang berkurang dan bertambah adalah sama.Oleh karena itu, ketika nilai sebenarnya lebih dekat dengan nilai mana, kemungkinan munculnya nilai mana lebih besar, dan akan mendekati nilai mana setelah dirata-rata.
Artinya: nilai rata-rata beberapa pengukuran (nilai rata-rata interferensi nol) harus lebih dekat dengan hasil pengukuran tanpa gangguan, yaitu menggunakan sinyal interferensi AC dengan nilai rata-rata nol dan rata-rata beberapa pengukuran dapat mengurangi setara AD Quantize kesalahan, tingkatkan resolusi pengukuran AD, dan tingkatkan akurasi pengukuran!
Waktu posting: 13 Juli-2023
