Измерительные сигналы и их классификация
В области метрологии, методов и средств измерений используется ряд основных положений, определений и терминов из области теории информации. Рассмотрим некоторые из них.
Информация. Этимология: от латинского informatio – разъяснение, изложение. Среди множества определений данного понятия наиболее общим представляется следующее. Обычно под информацией понимают любые достоверные, неизбыточные сведения. Для обмена информацией необходим язык. Под языком понимают любую знаковую систему. Определенный конечный набор знаков языка называют алфавитом. При передаче информации знаки должны в рамках языка сочетаться в соответствии с определенными правилами, которые называют грамматикой языка. Материальная среда, с помощью, которой передается информация, носит название канал связи или канал информации. Система передачи информации в общем случае состоит из источника информации, передатчика, канала связи, приемника информации и адресата (хранителя информации). Передача информации осуществляется посредством сообщений. Сообщение, несущее ту или иную информацию, передается с помощью сигналов – носителей знаков. Сообщение – это передача информации с помощью сигналов. Под сигналом понимают физические факты, явления, на основании которых можно делать заключения о каких либо других фактах, явлениях. Информация может быть количественно измерена. В 1948 году Шеннон Клод Элвуд, американский инженер и математик, предложил для расчета количества информации в случае неравновероятностных событий уравнение энтропии информации, аналогичное известной формуле энтропии Больцмана.
(2)
где P(1), P(2),..., P(j), ..., P(m) – вероятности событий 1,2,..., j,...,m.
Под измерительной информацией понимают информацию о значениях измеряемых физических величин.
Уточним понятие «Сигнал» применительно к области информационно-измерительных техники и технологий. Этимологически термин происходит от латинского signum – знак. Под измерительным сигналом понимают:
знак в виде материального носителя информации;
процесс (явление), несущий сообщение или информацию о каком-либо событии, явлении, состоянии объекта наблюдения;
постоянную или изменяющуюся физическую величину, отображающую сообщение.
Преобразование сообщения в сигнал называется кодированием. Под данным термином понимают:
операцию отождествления символов или групп символов одного кода с символами или группами символов другого кода;
формирование выходного кода преобразователей.
Термин код этимологически восходит к французскому code – кодекс, свод законов. Код – совокупность знаков (символов) и система определенных правил, при помощи которых информация может быть представлена (закодирована) в виде набора символов для передачи, обработки и хранения.
Измерительный сигнал – сигнал, содержащий количественную информацию об измеряемой физической величине. Измерительные сигналы классифицируют по различным признакам. Различают: постоянные (статические) и переменные сигналы (динамические) сигналы; детерминированные и случайные сигналы, аналоговые и цифровые.