Определение ошибок при прямых измерениях

Прямыми измерениями называют такие измерения, при которых физические величины определяются непосредственно при помощи измерительных приборов.

Пусть х - измеряемая величина, - результаты отдельных измерений, а n - число отдельных измерений.

Среднее арифметическое из этих результатов, то есть величина

(1)

является, как было указано, наиболее близкой к истинному значению измеряемой величины.

Разности называются абсолютными ошибками отдельных измерений и могут быть как положительными, так и отрицательными величинами.

Для определения средней абсолютной ошибки результата , берут среднее арифметическое абсолютных значений (модулей) отдельных ошибок:

,

(2)

где . Мы берем модули абсолютных ошибок, чтобы не допустить частичной или полной взаимной компенсации этих ошибок и вычислить максимальную погрешность.

Отношение средней абсолютной ошибки результата к его среднему значению называют средней относительной ошибкой (Е) измерений:

.

(3)

Относительную ошибку выражают также в процентах:

.

(4)

Результат измерений записывают так:

.

(5)

Формула (5) выражает тот факт, что истинное значение измеренной величины находится в интервале между .

Определение ошибок при косвенных измерениях

В тех случаях, когда физическая величина не может быть измерена непосредственно, прибегают к косвенным измерениям.

Допустим, что нам необходимо измерить некоторую величину х. Из теории или опыта известно, что величина х связана функциональной зависимостью с некоторыми величинами а, b, c и т.д. Величины а, b являются непосредственно измеряемыми. Ошибка косвенно измеренной величины зависит от ошибок  а,  b,  c. В простейшем случае используют метод "наихудшего" случая, то есть когда все ошибки случайно действуют в направлении максимального увеличения ошибки .

В дальнейшем мы будем пользоваться следующими правилами (ограничимся случаем ):

1. ;

.

2. ;

.

3. ;

.

Произведение очень мало и им можно пренебречь, тогда

.

Относительная ошибка

4.

;

2.Классификация, параметры, характеристики АЦП, АЦП поразрядного уравновешивания

Уравновешивание начинается со старшего разряда кода на выходе АЦП; в нем устанавливается "1" и оценивается знак разности преобразуемого сигнала и уравновешивающего сигнала, формируемого в ЦАП. Если U_цап < U_вх, то "1" сохраняется, если U_цап > U_вх, то "1" сбрасывается. Затем аналогично проверяются все остальные разряды. Уравновешивание происходит за n шагов при n разрядах.

АЦП последовательного приближения или АЦП с поразрядным уравновешиванием содержит компаратор, вспомогательный ЦАП и регистр последовательного приближения. АЦП преобразует аналоговый сигнал в цифровой за N шагов, где N — разрядность АЦП. На каждом шаге определяется по одному биту искомого цифрового значения, начиная от СЗР и заканчивая МЗР. Последовательность действий по определению очередного бита заключается в следующем. На вспомогательном ЦАП выставляется аналоговое значение, образованное из битов, уже определённых на предыдущих шагах; бит, который должен быть определён на этом шаге, выставляется в 1, более младшие биты установлены в 0. Полученное на вспомогательном ЦАП значение сравнивается с входным аналоговым значением. Если значение входного сигнала больше значения на вспомогательном ЦАП, то определяемый бит получает значение 1, в противном случае 0. Таким образом, определение итогового цифрового значения напоминает двоичный поиск. АЦП этого типа обладают одновременно высокой скоростью и хорошим разрешением. Однако при отсутствии устройства выборки хранения погрешность будет значительно больше (представьте, что после оцифровки самого большого разряда сигнал начал меняться).

Билет 3.

1.Полупроводниковые диоды

полупроводниковые диоды (выпрямительные, смесительные, параметрические, стабилитроны)