I. Оршил
Ус лаа асааж чадна, энэ үнэн үү? Энэ үнэн!
Могойнууд жинхэнэ могойноос айдаг гэдэг үнэн үү? Энэ худал!
Өнөөдөр бидний хэлэлцэх зүйл бол:
Интерференц нь хэмжилтийн нарийвчлалыг сайжруулж чадна, үнэн үү?
Хэвийн нөхцөлд хөндлөнгийн оролцоо нь хэмжилтийн байгалийн дайсан юм. Хөндлөнгийн оролцоо нь хэмжилтийн нарийвчлалыг бууруулна. Хүнд тохиолдолд хэмжилтийг хэвийн явуулахгүй. Энэ үүднээс авч үзвэл хөндлөнгийн оролцоо нь хэмжилтийн нарийвчлалыг сайжруулж болох бөгөөд энэ нь худал юм!
Гэсэн хэдий ч энэ үргэлж тохиолддог уу? Интерференц нь хэмжилтийн нарийвчлалыг бууруулдаггүй, харин ч сайжруулдаг нөхцөл байдал байдаг уу?
Хариулт нь тийм!
2. Хөндлөнгийн оролцооны гэрээ
Бодит нөхцөл байдалтай нэгтгэн бид хөндлөнгийн оролцооны талаар дараах тохиролцоонд хүрч байна.
- Интерференц нь тогтмол гүйдлийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг агуулдаггүй. Бодит хэмжилтэд интерференц нь голчлон хувьсах гүйдлийн интерференц бөгөөд энэ таамаглал нь үндэслэлтэй юм.
- Хэмжсэн тогтмол гүйдлийн хүчдэлтэй харьцуулахад интерференцийн далайц харьцангуй бага байна. Энэ нь бодит нөхцөл байдалтай нийцэж байна.
- Интерференц гэдэг нь үечилсэн дохио буюу дундаж утга нь тогтмол хугацааны дотор тэг байна. Энэ цэг нь бодит хэмжилтэд заавал үнэн байх албагүй. Гэсэн хэдий ч интерференц нь ерөнхийдөө өндөр давтамжтай хувьсах гүйдлийн дохио тул ихэнх интерференцийн хувьд тэг дундаж гэсэн тохиромж нь урт хугацааны хувьд боломжийн юм.
3. Интерференцийн дор хэмжилтийн нарийвчлал
Ихэнх цахилгаан хэмжих хэрэгсэл, тоолуурууд одоо AD хөрвүүлэгч ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн хэмжилтийн нарийвчлал нь AD хөрвүүлэгчийн нягтралтай нягт холбоотой байдаг. Ерөнхийдөө өндөр нягтралтай AD хөрвүүлэгч нь хэмжилтийн нарийвчлал өндөр байдаг.
Гэсэн хэдий ч AD-ийн нягтрал үргэлж хязгаарлагдмал байдаг. AD-ийн нягтрал нь 3 бит, хамгийн өндөр хэмжилтийн хүчдэл нь 8В гэж үзвэл AD хөрвүүлэгч нь 8 хэсэгт хуваагдсан масштабтай тэнцүү бөгөөд хуваалт бүр нь 1В байна. нь 1В байна. Энэхүү AD-ийн хэмжилтийн үр дүн нь үргэлж бүхэл тоо байх бөгөөд аравтын бутархай хэсэг нь үргэлж зөөгддөг эсвэл хаягддаг бөгөөд энэ нь энэхүү өгүүлэлд зөөгдсөн гэж үзнэ. Зөөгдөх эсвэл хаягдсан тохиолдолд хэмжилтийн алдаа гарна. Жишээлбэл, 6.3В нь 6В-оос их, 7В-оос бага байна. AD хэмжилтийн үр дүн нь 7В бөгөөд 0.7В алдаа байна. Бид энэ алдааг AD квантжуулалтын алдаа гэж нэрлэдэг.
Шинжилгээний хялбар байдлыг хангах үүднээс бид масштаб (AD хөрвүүлэгч) нь AD квантжуулалтын алдаанаас бусад хэмжилтийн алдаагүй гэж үзэж байна.
Одоо бид Зураг 1-т үзүүлсэн хоёр тогтмол гүйдлийн хүчдэлийг хөндлөнгийн оролцоогүйгээр (хамгийн тохиромжтой нөхцөл байдал) болон хөндлөнгийн оролцоотойгоор хэмжихдээ ийм хоёр ижил хэмжээсийг ашиглаж байна.
Зураг 1-т үзүүлсэнчлэн, бодит хэмжсэн тогтмол гүйдлийн хүчдэл нь 6.3V бөгөөд зүүн зураг дээрх тогтмол гүйдлийн хүчдэл нь ямар ч хөндлөнгийн оролцоогүй бөгөөд тогтмол утгатай байна. Баруун талын зурагт хувьсах гүйдлийн нөлөөгөөр тасалдсан тогтмол гүйдлийг харуулсан бөгөөд утгад тодорхой хэлбэлзэл ажиглагдаж байна. Баруун диаграмм дээрх тогтмол гүйдлийн хүчдэл нь хөндлөнгийн оролцооны дохиог арилгасны дараа зүүн диаграмм дээрх тогтмол гүйдлийн хүчдэлтэй тэнцүү байна. Зураг дээрх улаан дөрвөлжин нь AD хөрвүүлэгчийн хөрвүүлэлтийн үр дүнг илэрхийлнэ.
Хөндлөнгийн оролцоогүй хамгийн тохиромжтой тогтмол гүйдлийн хүчдэл
Дундаж утга нь тэгтэй тэнцүү хөндлөнгийн тогтмол гүйдлийн хүчдэлийг хэрэглэнэ
Дээрх зурагт үзүүлсэн хоёр тохиолдолд тогтмол гүйдлийн 10 хэмжилтийг хийж, дараа нь 10 хэмжилтийн дундажийг гаргана уу.
Зүүн талын эхний масштабыг 10 удаа хэмжсэн бөгөөд уншилт бүр ижил байна. AD квантжуулалтын алдааны нөлөөгөөр уншилт бүр 7В байна. 10 хэмжилтийн дундажийг гаргасны дараа үр дүн нь 7В хэвээр байна. AD квантжуулалтын алдаа 0.7В, хэмжилтийн алдаа нь 0.7В байна.
Баруун талын хоёр дахь масштаб эрс өөрчлөгдсөн:
Интерференцийн хүчдэл болон далайцын эерэг ба сөрөг зөрүүгээс шалтгаалан AD квантжуулалтын алдаа нь хэмжилтийн өөр өөр цэгүүдэд өөр өөр байдаг. AD квантжуулалтын алдааны өөрчлөлтийн дор AD хэмжилтийн үр дүн 6V ба 7V хооронд өөрчлөгддөг. Хэмжилтийн долоо нь 7V, зөвхөн гурав нь 6V байсан бөгөөд 10 хэмжилтийн дундаж нь 6.3V байсан! Алдаа нь 0V байна!
Үнэндээ ямар ч алдаа боломжгүй гэж үгүй, учир нь объектив ертөнцөд хатуу 6.3V гэж байдаггүй! Гэсэн хэдий ч дараах зүйлс үнэхээр байдаг:
Хэмжилтийн үр дүн бүр ижил тул хөндлөнгийн оролцоогүй тохиолдолд 10 хэмжилтийг дунджаар хийсний дараа алдаа өөрчлөгдөхгүй хэвээр байна!
Тохиромжтой хэмжээний хөндлөнгийн оролцоо байгаа үед 10 хэмжилтийг дунджаар хийсний дараа AD квантжуулалтын алдаа хэд дахин буурдаг! Нарийвчлал хэд дахин сайжирдаг! Хэмжилтийн нарийвчлал мөн хэд дахин сайжирдаг!
Гол асуултууд нь:
Хэмжсэн хүчдэл өөр утгатай үед адилхан уу?
Уншигчид хоёрдугаар хэсэгт интерференцийн талаарх тохиролцоог дагаж мөрдөж, интерференцийг тоон утгуудын цувралаар илэрхийлж, хэмжсэн хүчдэл дээр интерференцийг давхарлаж, дараа нь AD хөрвүүлэгчийн зөөвөрлөх зарчмын дагуу цэг бүрийн хэмжилтийн үр дүнг тооцоолж, дараа нь баталгаажуулалтын дундаж утгыг тооцоолохыг хүсч болно, гэхдээ интерференцийн далайц нь AD квантжуулалтын дараах уншилтыг өөрчлөхөд хүргэж болох бөгөөд түүвэрлэлтийн давтамж хангалттай өндөр байх ёстой (интерференцийн далайцын өөрчлөлт нь эерэг ба сөрөг гэсэн хоёр утгаас илүү шилжилтийн процесстой) бөгөөд нарийвчлалыг сайжруулах шаардлагатай!
Хэмжсэн хүчдэл нь яг бүхэл тоо биш л бол (объектив ертөнцөд байдаггүй) AD квантжуулалтын алдаа гарах болно гэдгийг нотолж болно. AD квантжуулалтын алдаа хэр их байсан ч, интерференцийн далайц нь AD квантжуулалтын алдаанаас их эсвэл AD-ийн хамгийн бага нягтралаас их байвал хэмжилтийн үр дүн хоёр зэргэлдээ утгын хооронд өөрчлөгдөхөд хүргэнэ. Интерференц нь эерэг ба сөрөг тэгш хэмтэй тул буурах ба нэмэгдэх хэмжээ ба магадлал тэнцүү байна. Тиймээс бодит утга нь аль утгатай ойр байх үед аль утга гарч ирэх магадлал өндөр бөгөөд дундажласны дараа аль утгатай ойр байх болно.
Өөрөөр хэлбэл: олон хэмжилтийн дундаж утга (интерференцийн дундаж утга нь тэг) нь интерференцгүй хэмжилтийн үр дүнд ойр байх ёстой, өөрөөр хэлбэл дундаж утга нь тэгтэй хувьсах гүйдлийн интерференцийн дохиог ашиглан олон хэмжилтийг дунджаар тооцох нь AD-тэй тэнцэх алдааг бууруулж, AD хэмжилтийн нарийвчлалыг сайжруулж, хэмжилтийн нарийвчлалыг сайжруулж чадна!
Нийтэлсэн цаг: 2023 оны 7-р сарын 13
