Технологии / Техническое руководство
Датчики ветра: разрешение, повторяемость и гистерезис.
Датчик может выдавать много десятичных знаков, повторять одно и то же смещённое значение и по-разному реагировать после изменения входного воздействия. Это разные особенности поведения. Разрешение, повторяемость и гистерезис описывают разные ограничения информации, которую даёт измерение.
Даже стабильное показание может отличаться от измеряемой величины.
Сопоставьте значения всех метрологических терминов, прежде чем трактовать их как общее утверждение о точности.
01 / Разрешающая способность
Обнаруживаемое изменение не характеризует точность измерения в целом.
Разрешение характеризует наименьшее изменение измеряемой величины, вызывающее заметное изменение показаний.
Разрешающая способность характеризует наименьшее изменение измеряемой величины, вызывающее различимое изменение показания. В словаре BIPM отмечается, что на неё могут влиять шум или трение. Поэтому шаг индикации и физическая разрешающая способность связаны, но не обязательно совпадают.
Отображение сотых долей на экране не подтверждает, что два входных значения, различающихся на одну сотую, можно надёжно различить. И наоборот, грубый формат представления может скрывать детали, полученные ранее в цепочке. Датчик, численное преобразование и отображение — отдельные границы рассмотрения.
02 / Повторяемость
Чтобы получить повторяющиеся результаты, необходимо указать сопоставимые условия.
Повторяемость характеризует прецизионность при заданном наборе условий повторяемости.
Повторяемость характеризует прецизионность при заданном наборе условий повторяемости. Сохранение сопоставимости процедуры, системы и соответствующих условий позволяет выделить определенный вид разброса. Изменение окружающей среды или прибора создает уже другое сравнение.
Малый разброс показаний не доказывает их согласия с эталоном. Постоянное систематическое смещение может сохраняться в каждом значении. Это разграничивает вопросы «насколько велик разброс повторных результатов?» и «насколько хорошо результат представляет измеряемую величину?».
03 / Иллюстрация систематического смещения
Стабильность и соответствие эталону могут не совпадать.
Гипотетический пример показаний: опорная величина 10 единиц при повторных измерениях даёт показания 12.0, 12.0 и 12.0 единиц.
Гипотетический пример показания: эталонная величина 10 единиц при повторных измерениях даёт показания 12.0, 12.0 и 12.0 единиц. В этом небольшом примере отображаемый разброс равен нулю, но отклонение показаний от указанного эталонного значения составляет 2 единицы.
Этот пример не доказывает нулевую исходную неопределённость и не устанавливает метод калибровки. Он лишь показывает, почему отличная повторяемость сама по себе не подтверждает точность. Выбранная единица измерения произвольна и не описывает какой-либо датчик ветра MARSTON.
04 / Гистерезис
Путь достижения значения может влиять на показание.
Гистерезис описывает зависимость от предыдущих условий: подход к определенному значению после роста может отличаться от подхода после падения или цикла.
Гистерезис описывает зависимость от предшествующих условий: приближение к значению после увеличения может отличаться от приближения к нему после уменьшения или цикла. Это отличается от неупорядоченного разброса при повторных измерениях. История соответствующего входного воздействия является частью смысла утверждения о гистерезисе.
Analog Devices описывает пример влияния предыстории теплового воздействия на полупроводниковые датчики. Он иллюстрирует зависимость от предыстории, а не универсальную величину для датчиков ветра. Сходные расхождения также могут быть связаны с задержкой или дрейфом, поэтому нельзя делать вывод о зависимости от предыстории только по двум не связанным между собой показаниям.
05 / Различные эффекты.
Один общий процентный показатель может объединять разнородные величины.
Дрейф характеризует изменения со временем или при изменении условий; нелинейность характеризует отклонение от заданной зависимости в пределах диапазона.
Дрейф относится к изменениям со временем или в зависимости от условий; нелинейность — к отклонению от определённой зависимости в некотором диапазоне. Они не означают то же самое, что разрешение или повторяемость. Для понимания спецификации, объединяющей несколько составляющих, необходимо учитывать указанный в ней способ их объединения.
Аналогично, результат калибровки и заявление о неопределённости измерений дают более широкую характеристику, чем шаг десятичного разряда. руководство по измерительной цепи охватывает полный результат, в то время как эти термины объясняют конкретные особенности внутри него.
06 / Область интерпретации
Для термина необходимо указать соответствующую величину и условия.
Применяйте каждое понятие к фактически регистрируемой величине, диапазону и границе измерений.
Применяйте каждое понятие к фактически указанной величине, диапазону и границам измерения. руководство по фильтрации объясняет временные аспекты, которые в противном случае могут быть ошибочно восприняты как показатель, зависящий от истории.
Здесь не задаются разрешение, прецизионность датчика, величина гистерезиса или точность для MARSTON. Примеры объясняют термины без калибровки, циклов нагрева/охлаждения, регулировки оборудования или процедур измерений.
Продолжите рассмотрение с помощью Фильтрация данных о ветре: ширина полосы, задержка и латентность..
Продолжите рассмотрение с помощью Обратная связь по повороту гондолы: уставка, измерение и ошибка в замкнутом контуре.
Продолжите рассмотрение с помощью Резервированные датчики: голосование, согласованность показаний и общие причины.
Для отдельного рассмотрения понятий порога и обработки событий изучите Пороги триггера Шмитта и сохраняемое состояние и подавление дребезга сигналов и временные параметры событий; ни то ни другое не подтверждает наличие функции, реализованной в конкретном датчике.
Продолжите обзор терминологии измерительной цепи с помощью Квантование ADC и эффективное число бит и ратиометрическое измерение и опорное напряжение.
Общие сведения: BIPM VIM: разрешение и показание · BIPM VIM: повторяемость как заданное условие прецизионности · Analog Devices: зависимость показаний датчиков от предыстории теплового воздействия. Эти источники объясняют отраслевые понятия; они рассматриваются отдельно от применимой документации MARSTON на продукцию и проект.
Ключевые понятия и условия.
Рассматривайте каждую величину с её отсчётом, единицами и условиями. Общая зависимость не устанавливает значение для конкретной модели.
| Понятие / величина | Смысл / связь | Условия / пределы |
|---|---|---|
| Разрешение | Наименьшая обнаруживаемая величина изменения. | Зависит от показания и соответствующих условий. |
| Повторяемость | Разброс при сопоставимых повторных условиях | Соответствие опорному значению оценивается отдельно. |
| Систематическое смещение | Разность, связанная с систематической составляющей показаний | Малый разброс не устраняет его. |
| Гистерезис | Разные показания при разной предыстории входного сигнала | Предыстория и условия сравнения имеют значение. |
| Неопределенность | Характеристика результата измерения | Не заменяется одним десятичным знаком или одной характеристикой. |
Инженерные вопросы.
Доказывают ли дополнительные десятичные знаки точность?
Нет. Детальность представления результата не определяет характеристики измерения в целом.
Исключает ли повторяемость систематическое смещение?
Нет. Значения повторных измерений могут согласовываться друг с другом, но отличаться от опорного значения.
Является ли гистерезис просто случайным разбросом?
Нет. Это касается зависимости от предыдущих условий.
Означает ли запаздывающее показание автоматически наличие гистерезиса?
Нет. Временные эффекты и зависимость от предыстории требуют отдельной интерпретации.
Определяет ли пример со значением 12.0 единиц реальную погрешность датчика?
Нет. Это вымышленный пример постоянного систематического смещения.
Задаёт ли эта страница процедуру калибровки?
Нет. Здесь объясняются только терминология и границы измерений.
Технический запрос
Обсудите технический вопрос.
Датчик может выдавать значения со множеством десятичных знаков, повторять одно и то же значение с систематическим смещением и по-разному реагировать после изменения входного сигнала. Для инженерного обсуждения предоставьте модель и применимые эксплуатационные или проектные сведения.