4. loeng - taltechisc.ttu.ee/materials/martin/mht0110/m_12_l4.pdf4. loeng 1. mõõtetehnika...
TRANSCRIPT
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.1
4. Loeng
1. Mõõtetehnika põhimõisted
......................(jätkub)
Kuidas hinnata ja esitada mõõtetulemust viga, hälve, mõõtemääramatus, mõõtetulemus
Juhuslikud vead juhuslik suurus, hinnangud
Mõõtetäpsuse piirid on olemas põhimõtteline piir, täpsemalt mõõta ei õnnestu
[1] Mõõtmise alused. 2.1-2.3, 3.1-3.4 või
[2] Mõõtetulemuste usaldatavus. 1.1-1.8, 2.1-2.4
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.2
Mõõtmine /measurement/и мерение/
mõõteseade
võrdlust teostav füüsikaline seade
mõõtesuurus /measurand/измеряемая в./
mõõtmise objektiks olev suurus,
on füüsilise objekti omadus
mõjur /influence/влияющая в./
ei ole mõõtesuurus kuid mõjutab mõõtetulemust
(temperatuur, õhurõhk, ...)
mõõtetulemus / /реультат/
mõõtmise teel saadud mõõtesuuruse hinnang
mõõteprintsiip
mõõtmise aluseks olev füüsikaline effekt
mõõteprotseduur
toimingute jada, juhendmaterjal, algoritm
mõõtemeetod
võrdluse aluseks olev füüsikaline nähtus
katsetaja, operaator
koostab, juhib, haldab, loeb
etalon mõõtesuuruse ühiku füüsiline realisatsioon
mõõteseade mõõteseade
mõõtetulemus mõõtesuurus
mõjur
-mõõteprintsiip -mõõtemeetod -mõõteprotseduur
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.3
Üldised märkused mõõtmise kohta:
objektiivsus, mõõtmine ei sõltu vaatlejast
-kes mõõdab (isik)
-kuskohas mõõdetakse (koht)
-kuidas mõõdetakse (seadmed)
-millal mõõdetakse (aeg)
mõõtmisel on eesmärk mis mää’rab täpsuse
objekti mudel (lisainfo)
-aprioorne info
-täpsustused, lisamõõtmised
-erinevad objekti mudelid
mudel võimaldab interpreteerida tulemusi
mõõtmine on protsess
koosneb etappidest: ettevalmistus
mõõtmine
tulemuste töötlus
mõju objektile
viiakse kokku objekt ja mõõtevahend,
mõõtevahend koormab objekti
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.4
mõõtmisel: küsime midagi (mida ei tea) ja
saame vastuse (mõõtetulemuse)
suuruse väärtus /value/значение/
suuruse koguse väljendus tema ühikutes
[arv] + [ühik]
4,3 m; 81 kg
arvväärtus on esitatav numbrite jadana
-mõõtetulemused on ratsionaalarvud (n/m)
lõpliku pikkusega kümnend/kahendarvud
-irratsionaalarvud (tähistusega: π, √2) ei saa olla tulemuseks
väärtusi saadakse: (1) omistamisega -> /primaaretalon/
(2) mõõtmisega -mõõtetulemus
arvväärtus
M = c Mo
kogus, väärtus
ühik
0 1 Xc1 Xc2 X
a
b c
arvväärtus
ühiste omadustega objektid
1
ühik
(empiiriline maailm)
(abstraktne maailm)
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.5
Miks mõõtetulemus ≠ mõõtesuurusega ?
on mõõtesuuruse ~ hinnang
mõõtetulemus on mittetäielik info mõõtesuuruse kohta, sest
mõõteseade ei ole täiuslik, komponendid hajuvad,
etaloni väärtus on ligikaudne
mõõtesuurus ei ole täpselt määratud (resistor: R, C,)
mõõteseade koormab mõõtesuurust
mõjuvad häired ja mürad (keskkond, temperatuur, ..)
mõõtemeetod on ligikaudne
student ei ole läbinud ainet ISS0050 „Mõõtmine“
kõik mõõtmised on ebatäpsed, seda ebatäpsust saab hinnata
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.6
1.3 Mõõtetulemuse hindamine
mõisted: „mõõteviga, mõõtehälve, mõõtemääramatus“
(1) subjektiivselt
„head andmed“ –mida ootasime,
-on kooskõlas meie ettekujutusega ...
„halvad andmed“ -mitteootuspärased
-ei ole kooskõlas ettekujutusega ...
ekse outlier выбросы
andmepunkt, mis ei sobi
teiste andmetega >8σ
põhjus: aparatuur, inimene, häire, mudel, ...
(2) ajalooliselt esimesena kasutati mõistet viga
-----iseloomustab lähedust tõelisele väärtusele
mõõteviga = mõõtetulemus - tõeline väärtus
= Xm – Xt /error/погрешность/ viga (e. absoluutne viga) on märgiga ja ühikuga suurus:
+3cm, -0,001 mV, +5 C, ...
midagi ei ole valesti vea korral ≠ ошибка
tõeline väärtus Xt on teadmata (selle leidmine on
mõõtmise eesmärgiks), on teoreetiline mõiste, selle
määramine ei ole põhimõtteliselt teostatav
„tõeline väärtus“ (e. mõõtesuuruse täpne väärtus) on olemas,
kuid seda on ebamugav kasutada
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.7
(3) hälve --lähedus väärtusele mida saab arvutada või mõõta
mõõtehälve = mõõtetulemus - tugiväärtus
= Xm - Xt
Hälbe saab määrata kui tugiväärtuseks valida
mõõtmiste keskväärtus, siis saame juhusliku hälbe
teise (täpsema) mõõtevahendiga leitud hinnang
(nn. leppeväärtus),
--Mõõtehälbe saab katseliselt määrata („kalibreerimine“).
Kui eeldada et =const (sellel seadmel, antud
mõõtepiirkonnas), siis saab hälvet hiljem kasutada teistes
mõõtmistes parand correction C
Xt = Xm +(- )= Xm + C, [näide: parand]
--Mõõtesuurusel võib anda palju väärtusi (mõõtesuuruse
hinnangud), mõõtetulemus (näit e. mõõdis) on üks nendest. U=9,00 V; kas U=9,007 V on mõõteuuruse hinnanguks?
Mõõteriista maksimaalset lubatud hälvet/viga kirjeldab
piirviga accuracy max|Δ| < Δp
e. „lubatud viga, riistaviga, näiduhälve“
Mõõtesuuruse väärtust Xt kirjeldatakse:
-kahe võrratusega: Xm-Δp ≤ Xt ja Xt ≤ Xm+Δp (P=1)
-punktina intervallis X = Xm ± Δp
mõõtesuuruse graafiline esitus mõõtetulemuse ja piirveana
error bar Exceli diagrammis
Xm Xm+Δp Xm-Δp
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.8
suhthälve , suhteline viga mille suhtes?
X =1%
=1 cm; X=1 km --> =0,001%
Xp
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.9
Kuidas veel hinnata mõõtetulemust ?
(4) mõõtemääramatus /uncertainty/неопределенность/
Hinnatakse mõõtetulemuse mitteteadmist
hindamise aluseks on kogu teadaolev info,
kõik mitteteadaolevad mõjud põhjustavad mõõtetulemuse
hajumise, mis omistatakse mõõdetavale suurusele
On vaja et mõõtemääramatus :
oleks kasutatav kõikidel mõõtmistel
võimaldaks komponentide andmetest arvutada
summaarse
on esitatav usaldusvahemikuna U(X) teadaoleva
usaldustõenäosusega P
Mõõtemääramatus
kirjeldab kõiki väärtusi mida võib omistada mõõdetavale
suurusele
on hinnang olemasoleva info alusel, kuid see hinnang võib ka
muutuda kui saame mõõtmisest lisainformatsiooni.
on mõõtetulemuse omadus, ei ole mõõtevahendi omadus!
Mõõtemääramatus kui hinnang on esitatav
-standardhälbe kujul u(X) „standardmääramatus“
-intervallhinnang U(X) „laiendmääramatus“
(usaldusvahemik ja -tõenäosus)
X
Xm U(X)
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.10
Mõõtetulemus (näiteks: 14,50 V ± 0,5 V) koosneb
mõõtesuuruse arvväärtustest ja ühikust ning
mõõtemääramatuse arvväärtustest ja ühikust
arvväärtus on lõpliku pikkusega kümnendarv
ei esine selliseid arve nagu: π, √2 !
arvväärtuse viimane kümnendkoht on noorem järk
arvu olulised e. tähenduslikud e. kehtivad numbrikohad
0,01430 4 numbrikohta significant digit
0,0025 2 numbrikohta
45,2 3 numbrikohta sisaldab olulist infot
12000 3 numbrikohta
oluline numbrikoht algab esimese mittenullise numbriga
-mõõteseadme poolt väljastatav väärtus on oluline
-arvutustulemus 10/3=3,333333333 ?
Kuidas esita arvväärtuses ainult olulised numbrikohad
1. kujus x.xx...x∙10-y scientific
123400 m = 1,234∙105 m, raske lugeda ja aru saada, või
2. kasuta kord- ja osaühikuid (x1000)
123400 m = 123,4 km, 1,34∙10-2 V = 13,4 mV
1,007∙108 Hz = 100,7 MHz
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.11
Loetlemise tulemus on täisarv, mis esitatakse täpselt.
Kui tulemused saadakse läbi arvutuste, arvutuste täpsus
sõltub arvutist, ei ole mõttekas arvutada väga täpselt.
Ümardamine rounding on arvu esitamine väiksema arvu
oluliste numbrikohtadega. Kui eemaldatavas kümnendkohas
on numbrid 5, 6, 7, 8, 9 siis eelnevale kohale liidetakse +1.
Arvu muutus ümardamisel ei ületa ±½ viimast kohta.
/Tehted oluliste numbrikohtadga arvudega: korrutis, .../
45,2 ± ½·0,1 = (45,15 ... 45,25)=45,2
arvväärtus esindab kõiki neid arve milliste ümardamisel
saadakse antud arv: arv ±½· noorem järk
esitatud tulemust mõistetakse nii
U=3 V U= (2,5 ... 3,5) V
U=3,00 V U= (2,995 ... 3,005) V
U=3,000000 V ..........
kümnendarvud ##.# 45,1
pidev arvtelg
45,2 45,3 45,0
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.12
Kui täpselt tuleb esitada mõõtetulemus?
kui mõõteseade näitab mõõtesuuruse arvväärtust siis
kirjuta (salvesta) see näit, ära ümarda tulemusi
jooksvalt, ära lisa näidule nulle ! 3,12 V ≠ 3,120 V
mõõtemääramatusel kui hinnangul on omakorda
mõõtemääramatus, ei ole määratud mis see on ja kuidas
kasutada
mõõtemääramatust ei ole vaja teada täpselt,
--esitataksekahe tähendusliku numbrikohaga:
väärtustega 10 ...99 (1% ...5%), ± 0,042 V --kuid võib esitada ka ühe numbrikohaga kui esimene
number on >2, väärtustega 3...9 (täpsusega 5% ...15%)
± 0,04 V esita mõõtesuurus ja mõõtemääramatus sama
kümnendkohtade arvuga, vajadusel ümarda
mõõtesuuruse (või mõõtemääramatuse) arvväärtust
14,85 V ± 0,15 V
VALE ESITUS 1,1±0,1; 1,1±0,10; 1,104±0,104; ...
X u(X)
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.13
Kui suuruse Xt väärtusele on mitmeid hinnanguid siis
tulemused võivad olla kooskõlas või vasturääkivad
Näide1: suurust mõõdetakse kahe mõõtevahendiga MV1, MV2
tulemuseks on 4 arvu: mõõteväärtused Xm1, Xm2 ja
veapiirid Δ1, Δ2; ehk 2 intervalli X1, X2
Kas mõõtetulemused sobivad omavahel?
a)
hinnangutes on ühisosa, intervallid lõikuvad ,
ehk |Xm1-Xm2|‹ Δ1+Δ2
tulemused on omavahel kooskõlas
b)
puudub ühisosa , mingi eeldus ( ) on vale
tulemused ei ole omavahel kooskõlas põhjused:
-üks mõõteriist ei ole töökorras
-ei mõõdeta sama suurust
-mõõtmistingimused erinevad
.....
X1
X2
X1
X2
MV1
MV2
Xm1 ±Δ1
Xm2 ±Δ2
Xt
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.14
Näide2: mõõdetakse teadaoleva väärtusega suurust
nimiväärtus e. nominaalväärtus
resistor R=10 kΩ ±5% kaalupomm m=1 kg ±10 mg
Kas mõõdetud suurus Xi vastab nimiväärtusele?
Millistel mõõtetulemustel (Xmi, Δi) võib järeldada et
-mõõdetud väärtus vastab nimiväärtusele (Xn, Δn)
-mõõdetud väärtus ei vasta nimiväärtusele
Mõned mõõtmised ei anna vastust sellele küsimusele.
Nende hinnangute aluseks on võrratused tõenäosusega P=1.
Täpsemad tulemused saame kui arvestame vigade juhuslikku
iseloomu ja jaotust piirvea intervallis ±Δp
MV
Xn ±Δn nimiväärtus Xn + tolerants
X = Xm ±Δ
Xt
Xnimi = Xn ±Δ
X1 = Xm1 ±Δ1
X2 = Xm2 ±Δ2
X3 = Xm3 ±Δ3
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.15
vahepala ----------------------------------
mõõtevigade liigitus ülevaade terminitest mõistel viga
(1) tekkepõhjuste järgi
--subjektiivsed vead eksperimentaatori vead: vale lugem, hooletus,
--objektiivsed vead instrumentaalne viga –mõõtevahendi (seadme) viga mõõtemeetodi viga –on seotud mõõtmiste läbiviimisega mõõdetakse teist lähedast suurust,
ADM viga diskreetsusest
(2) esinemise seaduspärasuse järgi
--süstemaatilised vead jäävad mõõtmise ajal konstantseks või muutuvad
teadaoleva seaduspärasuse järgi
kellaajast (temperatuurist) sõltuv viga
avastatakse kalibreerimisel
mõõtetulemust saab korrigeerida
--juhuvead korduvatel mõõtmistel on tulemus mitteennustatav
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.16
(3) mõõtmistingimuste järgi
--põhiviga -viga normaaltingimustel temperatuur: 20 C 5 C, toitepinge: 220V 5%
--lisaviga veakomponent mis lisandub põhiveale kui tingimused väljuvad normaaltingimustest
0,05%/ C
(4) muutumise järgi
--staatilised vead, viga muutumatu signaali mõõtmisel --dünaamilised vead, dX/dt 0
(5) vea tekke koha järgi
anduri viga, muundamise viga, ülekande viga, ...
vahepala lõpp -------------------------------
Mõõtevahend Mõõdetav
suurus
Mõõtetulemu
s
Mõjurid
mõjur
töötingimused
normaaltingimused
t
Xm Xt
X
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.17
Xt
X
X
t
X
kui sama suuruse X korduvatel mõõtmistel
sama mõõtevahendiga, või
sama tüüpi kuid erineva mõõtevahendiga
saame erinevad mõõtetulemused: Xm1, Xm2, Xm3, ...
siis mõõtetulemus Xm on juhuslik suurus
Mõõtetulemustest Xmi (i=1, 2, ...) mitte ükski üksik
mõõtetulemus ei ole rohkem esinduslik kui mingi teine
ei tohi valida suvaliselt nn. „parimaid“
kõik sisaldavad sama informatsiooni
ei ole teada et üks on lähedasem „tõelisele“ väärtusele
kaks probleemi: erinevus tegelikust ja tulemuste hajumine
Täpsus –mõõtetulemuse lähedus tõelisele väärtusele,
Korratavus – mõõtetulemuse hajumise kirjeldus.
Korratavus /precision/
< (väike) > (suur)
Täp
sus
/acc
urac
y/
> (s
uur)
< (v
äike
)
Xt
X
X
t
X
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.18
S=1 x
f(x)
Juhuslikud suurused mõisted:
sündmus событие
realiseerub või mitte: 0,1
sündmuse tõenäosus P вероятность
sündmuste kordumiste arvu Ns suhe katsete arvuga
N
NsP lim
N
P=0 –võimatu sündmus
P=1 –kindlalt toimuv sündmus
juhuslik suurus случ. величина
mitteennustatava väärtusega suurus
/ühemõõtmeline, reaalarvuline/
jaotusfunktsioon F(x)=P( x) ф. распределения
jaotustihedus )x(Fdx
d)x(f
ф.плотности вероят.
-ühtlane jaot.
-normaaljaot.
piirteoreem: mitme juhusliku suuruse summa (keskmine)
ligineb normaaljaotusele
valim x1, x2, x3, x4, ... , xn sample выборка
F(x)
x 0
1
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.19
hinnangud: punkthinnangud, intervallhinnangud
o punkthinnangud -arvud
aritmeetiline keskmine („keskväärtus“) среднее ариф. n
ixn
xkx1
1 (parim hinnang!)
valimi hajumist iseloomustab valimi:
dispersioon n
i xxn
D1
2
1
1 variance дисперсия
ruutkeskmine hälve e. standardhälve D (arvuta Exeli funktsioonidega COUNT, AVERAGE, STDEV, VAR, ...)
o intervallhinnangud -tõenäosuse P ja intervalli x seos
довер.интервал
usaldustõenäosus P(x1
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.20
Millised on kasutatavad tõenäosuse P väärtused?
P=0,5 -sõjaväes,
(pooled mürsud mööda, pooled pihta)
P=0,9; 0,95 -tehnikas mõõtmistel
P=0,997 -olulistel ja ohtlikel juhtudel
Tõenäosus (P) ja intervall (X k ) normaaljaotusel:
k -kattetegur
-teistel jaotustel see ei kehti !
aga teised jaotused?
on üks eriline intervall Xk 1,6 , mille P 0,9 mitmetel
jaotusseadustel (normaal, ühtlane, kolmnurk, eksp., ..)
intervall tõenäosus
Xk 0,67 P=0,5
Xk 1 P=0,68
Xk 2 P=0,95
Xk 3 P=0,997 Xk P=1
x
f(x)
Xk k
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.21
Maks. rajad a ja standardhälve on seotud järgmiselt
Kui ei tea ka jaotusseadust, kuidas hinnata tõenäosusi
olgu valim: x1, x2, x3, x4, ... , xn
-korrastame kasvavas järjekorras
intervallid on võrdtõenäosuslikud, loeme intervalle
Tõenäosus et mõõtetulemus on vahemikus Xmin – Xmax
1
1
n
nP
jaotusseadus: standardhälve
ühtlane
3/a
kolmnurk
6/a
trapets
622 /ba
+a -a
+a -a
+a -a +b -b
..... Xmi
n
Xmax X
n+1 intervalli
n -punkti
1 n 2 - +
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.22
Juhuslike vigade põhjusteks on kontrollimatud väikesed
muutused
mõõdetavas suuruses
mõõteseadmes
keskkonnas
Parim hinnang juhuslikule suurusele on keskväärtus,
enamus meie mõõtetulemustest hajub normaaljaotusega,
korduvatel mõõtmistel arvutatud normaaljaotuse
keskväärtus Xk on (Studenti jaotusega) juhuslik suurus
kui n 10 siis keskväärtuse hajumine on kirjeldatav ~
normaaljaotusega mille dispersioon ja standardhälve
on arvutatavad valimi dispersioonist ja
standardhälvest: D(Xk)=D(X)/n , n/k
ning usaldusvahemik /e. laiendmääramatus U(Xk) /
tõenäosuse P=0,95 korral on Xk±2·σk kui n‹ 10 siis keskväärtuse hajumine on kirjeldatav
Studenti teguriga tν,β ning usaldusvahemik
tõenäosuse P=β korral on Xk±tν,β·σk
10 mõõtmise keskväärtus hajub 3x vähem,
100 mõõtmise keskväärtus hajub 10x vähem,
juhuslike vigade avastamiseks ja elimineerimiseks: -hoia tingimused samad, mõõda korduvalt-
saab tõsta mõõtetäpsust kuid koondub halvasti.
ettevaatust triivi korral, triiv muudab keskväärtust (korrelatsioon, mõõtetulemused ei ole sõltumatud)
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.23
Süstemaatilised vead
Viga mis jääb mõõtmise kordamisel muutumatuks
-ei vähene keskmistamisega, kuid
-saab: avastada, hinnata, vältida (raske!)
Liigid:
1. Tuntud päritoluga , kontrollitava suurusega viga
temperatuur, deformatsioon, maakera kumerus, arvutuste
ligikaudsus, ...
saab arvestada parandustena
2. Tuntud päritoluga, tundmatu suurusega viga
mõõteriista viga (instrumentaalne viga)
on teada piirveana
3. Tundmatud vead
mudeli viga
Süstemaatilise vea vähendamine:
-täpsemad mõõtevahendid
-mitu erinevat mõõtevahendit
-asendusmeetod (kordamine erinevas olukorras)
-paranduste arvutus (lisainfo)
süstemaatiliste vigade avastamiseks ja elimineerimiseks: -muuda tingimusi, mõõda korduvalt-
(erinevad meetodid ja protseduurid)
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.24
1.4 Mõõtmistäpsuse piirid täpsust piiravad:
1) aine diskreetne iseloom
-aatomid 10-10 m
-laeng (elektronid) e=1,6 10-19 C
2) kvanteffektid (muutused portsukaupa)
-energia E=h , h=6,62 10-34 J/Hz
-magnetvoo kvant =2,06 10-15 Wb
3) termodünaamiline müra
osakeste soojusliikumine
__________ XIX saj.: “mõõtmistäpsuse põhimõtteline piir puudub”
mõõtmistäpsuse määrab:
-seadme ehitus,
-eksperimentaatori oskused
XXsaj. alguse
täppismõõteriist:
galvanomeeter
pool magnetväljas
Me=Mm = , jäikus
(1925 –piir käes?)
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.25
on põhimõtteline piir: aatomite soojusliikumine
1827.a. Robert Brown -botaanik
1900 .a. A.Einstein
termodünaamika: energia ühe vabadusastme kohta on kT/2,
k=1,38 10-23 J/K Boltzmann
Galvanomeetril on potets. ja kineetiline energia
Wp Wk =kT/2
20J
TkTk -keskmine kõrvalekalle müra tõttu
Ühekordsel mõõtmisel mõõteviga ei saa olla väiksem kui
müraga määratud nivoo .
Mida teha?
Vähendada temperatuuri
T=300 K --> T=4 K ehk 100x
signaal väheneb 10x ( T ),
raskerti realiseeritav
suurendada jäikust
muutub ka signaal
suurendada mõõteaega, teha korduvaid mõõtmisi
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.26
meie signaalid on elektrilised
Termomürad elektriahelates
vabade elektronide kaootiline liikumine thermal noise
1928 Johnson, Nyquist
P=4kT f -resistori müravõimsus (“valge müra”)
Toatemperatuuril kehtib sagedusteni f< 600 GHz
P =i2 R =u2/R
Iga kadudega keskkond (R≠0, T>0) genereerib kiirgust
mis on võrdeline T-ga ja ei sõltu keskkonnast (R)
-mõõteriista ülekantav võimsus (kui R’=R’’) on P’=kT f
fT
'P -228,6 dBW/(Hz K)
toatemperatuuril 20 C = 293 K on müra:
P’/ f= 4 10-21 W/Hz = -174 dBm/Hz (sat-tv, mobiiltelefonid)
omavahel on seotud allika temperatuur T ja müra võimsus P
Energia W = 4 10-21 f t
R u(t)
resistor
R’
R’’
mõõteriist P’
P’’
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.27
omavahel on seotud ajaintervall t ja signaali spekter f
Järgmine mõõtmine on eelmisest sõltumatu.
f t=const =(0,35 - 8)
Energeetiline tundlikkuse lävi Wo=3,5 10-20 J (+20 C )
Kui mõõtevahendile antakse sisendisse sellise energia, siis
signaal sellest on võrdne signaaliga mürast (100% viga).
See on põhimõtteline piir (ühekordsel mõõtmisel).
Reaalne mõõtevahend on alati halvem.
Näide. Voltmeeter pingele U=10 mV, täpsusega 0,01%,
sisetakistusega 10M , ajaga 10 ms. Kas see on võimalik?
Näide. Kas on võimalik eraldusvõime 1 nV ribas 1 MHz?
Analoogne probleem on infoülekande korral
Infot on võimalik eraldada mürast kui ühe biti
ülekandeks vajalik energia on > kui 0.7 kT
-teoreetiline piir, raske saavutada
spekter
f t
t f
ajavallas sagedusvallas
-
ISS0050 Mõõtmine. Loengumärkmed L4.28
4. Loeng KOKKUVÕTE
mõõtmistulemuse hinnangud: viga, hälve,
mõõtemääramatus
mõõtmistulemuse esitamine: mõõtesuurus ja
mõõtemääramatus koos ühikuga
juhusliku suuruse hinnangud
mõõtetäpsuse piirid
Järgmine loeng L5 käsitleme mõõtevahendeid
loe läbi loeng L5 http://www.dcc.ttu.ee/Automaatika ...
http://www.dcc.ttu.ee/Automaatika