- •Измерительные приборы.
- •Рекомендуемая литература
- •Содержание курса (по разделам).
- •Раздел 1. Введение в метрологию.
- •Измерения и их классификация
- •По характеру зависимости измеряемой величины от времени, измерения разделяются на: статические и
- •Классификация измерений по видам измерений:
- •Метрология, основные задачи.
- •СТРУКТУРА СИСТЕМЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОГО НАДЗОРА
- •Эволюционное развитие метрологии и стандартизации в России
- •Эволюционное развитие метрологии и стандартизации в РФ
- •Эволюционное развитие метрологии и стандартизации в РФ
- •Средства измерения (СИ) включают в себя:
- •СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ
- •Поверка (калибровка) измерительных приборов осуществляется одним из двух методов:
- •Схемы аттестации (поверки, калибровки) измерительного прибора (СИ)
- •Погрешности измерений
- •Систематические погрешности измерений
- •Случайные погрешности измерений
- •БЮДЖЕТ ПОГРЕШНОСТЕЙ (ISO 9000)
- •Точечная оценка измеряемого значения (1)
- •Точечная оценка измеряемого значения (2)
- •Интервальная оценка результатов измерений
- •Нормальный закон распределения вероятности в
- •Интервальная оценка результатов измерений(этапы)
- •Здесь величина - это уровень значимости, который связан с заданной
- •Результаты измерений записываются в виде:
- •Определение погрешностей для косвенных измерений
- •Общие требования к измерениям для артиллерийских испытаний
- •Таблица основных требований к артиллерийским
- •Таблица основных требований к артиллерийским испытаниям вне ствола.
- •Таблица основных требований к стендовым испытаниям
- •Информационно-измерительные системы (ИИС)
- •Многоканальная измерительная Многоточечные измерительные системы
- •Структура современной ИИС с использованием персонального компьютера
- •ТИПЫ
- •ТИПЫ СИГНАЛОВ - классификация
- •Аналоговый сигнал (analog signal) является непрерывной
- •Операция дискретизации(discretization) осуществляет
- •Дискретный сигнал (discrete signal) по своим значе- ниям также является непрерывной функцией, но
- •Цифровой сигнал (digital signal) квантован по своим значениям и дискретен по аргументу. Он
- •ТИПЫ
- •Операция квантования или аналого-цифрового прео-
- •Современные АЦП включают в себя:
- •Операция восстановления аналогового сигнала из
- •Точное восстановление аналогового сигнала со спектром, ограниченным частотой FM. Оно возможно, если частота
- •Наиболее чувствительные элементы ИИС, влияющие на точность измерений
- •Общие принципы проектирования ИИС.
- •2. Выбор параметров АЦП по:
- •Особенности цифровой обработки
- •Исходный
- •Элайзинг для акустического сигнала
- •Шумы и помехи (noise). При регистрации информационных сигналов в сумме с основным сигналом
- •СХЕМА ПОЛУЧЕНИЯ СИГНАЛОВ И ИХ ОБРАБОТКИ с аппаратной фильтрацией
- •Оптимальная структура современной ИИС
- •Операция восстановления аналогового сигнала из
- •Особенности цифровой обработки
- •МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ
Операция восстановления аналогового сигнала из
его дискретного представления обратна операции дискретизации и представляет, по существу, интерполяцию данных.
Практически точное восстановление аналогового сигнала из дискретного возможно при высокой разрядности АЦП, если:
•соблюдать теорему Котельникова-Шеннона. Пример: - восстановление аудиосигнала в МР3 и DVD плеерах
•нет элайзинга (появления ложных частот).
Операция цифро-аналогового преобразования (ЦАП;
Digital-to-Analog Converter, DAC) обратна операции квантования, при этом на выходе регистрируется аналоговый сигнал, который восстанавливается из цифрового сигнала, например, путем сглаживания.
Так как квантование сигналов всегда выполняется с определенной и неустранимой погрешностью (максимум - до половины интервала квантования), то операции АЦП и ЦАП не являются взаимно обратными с абсолютной точностью. 62
Особенности цифровой обработки
1.Точное восстановление аналогового сигнала со спектром, ограниченным частотой FM. Оно воз- можно, если частота дискретизации сигнала больше FM не менее, чем в два раза (теорема Шеннона-
Котельникова). Пример: стандарт для аудиосигналов FM=22,05кГц. Для аудиоплееров FД = 2 FM=44,1кГц.
2.Алайзинг (aliasing )– появление ложных частот в
спектре дискретизированного сигнала.
3.Циклический перенос спектра для цифровых методов вычисления спектра ( ДПФ, БПФ ) цифрового сигнала.
63
МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ
•Визуальный анализ временного наполнения и динамики сигналов
•Выделение медленных трендов и быстроизменяющихся составляющих сигналов
•Анализ спектрального состава сигнала и аналогичные методы анализа (амплитудно-частотные характеристики, спектры, фильтрация – аппаратная и цифровая)
•Анализ динамики временного сигнала и динамики спектрального состава с использованием окон фильтрации, вейвлет-анализа и т.д.
•Анализ псевдо-хаотического и хаотического сигнала, идентификация событий и процессов, с использованием R/S анализа и свойства фрактальности.
•Сжатие сигнала (проблема редукции и методы ее решения)64