37. Учет влияния прибора на результаты измерений. Моделирование с учетом особенностей используемых детекторов.

Влияние прибора

У приборов есть аппаратная функция. Спектрометры могут уширять спектральные линии из-за конечной ширины щели. По сути, аппаратная функция – это импульсный отклик – функция Грина.

Инерционность – создание задержек. Все сигналы распространяются за конечное время, процессы происходят тоже не мгновенно. ФЭУ выдаёт импульсы с задержкой. Конечное время открывания транзистора.

Нелинейность коэффициента усиления. Например, у транзистора.

Неравномерность шага квантования АЦП.

Ограниченность спектра.

Ограниченность спектра. Наложение частот. Нужно фильтровать.

Ограниченность спектра и принцип причинности. Важна не только АЧХ, но и ФЧХ.

Собственные шумы прибора

Учёт влияния приборов на результаты измерений

Метод теоретического анализа – расчет систематической погрешности на основании известных характеристик используемых приборов или особенностей метода измерения. Так, можно определить систематическую погрешность прибора, обусловленную собственным потреблением мощности, если известно его входное сопротивление и т. д.

Метод замещения заключается в том, что измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой. Измерение эталонного пробного сигнала. Можно оценить нелинейность характеристики и потом вносить соответствующие поправки.

Статистический метод состоит в том, что для обработки результаты измерений разбивают на несколько независимых групп наблюдений. Разница между групповыми средними и групповыми дисперсиями (средними в группе) указывают на наличие систематической погрешности, и позволяет вычислить ее.

Метод различных измерений позволяет обнаруживать систематические погрешности, источник которых неизвестен. Для этого величину измеряют несколькими различными методами, разными измерительными приборами, при различных условиях. В этом случае необходимо, чтобы используемые для измерений приборы имели примерно равные собственные погрешности.

Метод образцовых сигналов состоит в сравнении подаваемых на вход измерительного устройства сигналов: измеряемого и образцового такого же рода, что и измеряемый. Разность между ними определит систематическую погрешность. Или можно подгонять один сигнал под другой, а прибор использовать только для сравнения.

Сравнение с моделью.

Обнаружение сигнала на фоне помех средствами автокорреляции.

Фильтрация шумов. КИХ БИХ фильтры.

Фильтрация в спектральной области.

Моделирование с учетом особенностей используемых детекторов

Если моделируется физический процесс, который будет сравниваться с результатами измерений, в модель нужно заложить модель прибора:

• Посмотреть, что будет, если на разных стадиях профильтровать спектр.

• Свернуть сигнал с аппаратной функцией.

• Добавить на вход шумы и посмотреть, как эти шумы повлияют на выходной сигнал.

• Оценить устойчивость выходного сигнала по входным параметрам.