5.5. Кодирование измерительной информацией.
Под кодированием понимают процесс преобразования измерительных сигналов в комбинации из дискретных сигналов. При этом правила в соответствии с которыми производятся данные преобразования называются кодом. Элементами кодовых комбинаций могут быть буквы и цифры, а в технических устройствах - различные импульсы и сигналы. Использование кодирования измерительных сигналов позволяет представлять сигналы в форме, удобной для их восприятия, либо удобной для ввода в вычислительное устройство, а так же передавать больший объем информации, повышать помехоустойчивость передачи, хранения и обработки информации. Метод кодирования определяется такими факторами как: объем измерительной информации, количество используемых кодовых признаков, параметры передающих сигналов, возможности технических средств и т.д. Коды классифицируют в соответствии с такими критериями, как: структурные характеристики самого кода и характеристики сигналов кода.
Классификация кодов измерительных сигналов:
Структурные характеристики кода
Число кодовых признаков (единичные, двоичные, многопозиционные)
Количество разрядов кодовой комбинации
Способ по которому из единичных элементов образуют кодовую комбинацию
другие признаки
Характеристики сигналов кода
Способ формирования элементов кода
Принцип, физическое явление
Способ передачи элементарных сигналов (последовательный, параллельный, смешанный).
К числовым характеристикам кода относят:
основание кода (m) - число цифр или букв, из которых строится
код.
Длину кода (n) - число разрядов кодовой комбинации.
Мощность кода (Np = mk) - число кодовых комбинаций используемых для передачи информации.
Число информационных разрядов (k).
Полное число кодовых комбинаций (N = mn).
Число проверочных разрядов (r = n-k). Т.е. число разрядов может быть избыточным.
Наиболее
распространена классификация кодов
по числу используемых кодовых признаков.
В соответствии с этой классификацией
различают единичные, двоичные и
многопозиционные коды.
Единичный код является число-импульсным, непозиционным. В нем используется один элемент, например: цифра, зарубка, узелок. Этот код отличается простотой.
Двоичный код используется чаще. В нем используют 0 и 1. Количество разрядов может быть постоянным и непостоянным. Код является позиционным, то есть числовое значение символа определяется его местом в комбинации. В соответствии с этим кодом, любое целое число может быть выражено как
,
где ci - число данной системы счисления стоящее в определенном разряде. Функция кодирования возлагается на АЦП.
5.6. Способы борьбы с помехами в иис.
5.6.1. Обеспечение точности и помехоустойчивости иис.
Основные задачи метрологии - максимизация точности измерений при фиксированных затратах и обеспечение требуемой точности при минимальных затратах ресурсов. В повседневной практике измерений следует стремиться не к наивысшей точности, а к целесообразной в смысле технико-экономических показателей. При проведении научных исследований следует стремиться к максимальной точности, так как это может привести к фундаментальным научным открытиям. Точность измерения ограничивается термодинамическими флуктуациями (случайные отклонения от среднего значения физических величин, вызванные тепловым движением частиц и квантовыми эффектами).
Помехи (шумы) - это воздействия, искажающие передаваемый сигнал. Существуют следующие методы уменьшения помех: стабилизация характеристик, компенсация, аддитивная и мультипликативная коррекция, введение поправки, метод образцовых сигналов, метод итераций, фильтрация, использование избыточности (чувствительности, быстродействия, энергообмена) и др.
По характеру проявления помехи подразделяют на две группы:
Синфазные, называемые также продольными помехами или помехами общего вида.
Дифференциальные помехи, называемые также поперечными или помехами нормального вида.
Под помехоустойчивостью ИИС понимается их способность противостоять вредному влиянию помех. Помехи могут быть полезными, если они компенсируют другие помехи. Основные пути повышения помехоустойчивости ИИС связаны с улучшением защиты от помех аналоговых измерительных цепей и с уменьшением влияния помех на результат измерения, главным образом, путем соответствующей обработки измерительной информации в ИИС.