Термины, определения, классификации. Измерительные генераторы. Генераторы шумовых сигналов. Генераторы гармонических колебаний, страница 2

В том случае если прибор является цифровым, то в силу принципа квантования у этого типа приборов существует интервал, в пределах которого ошибка равновероятна (). Этот интервал называется квантом (Δ), он определяется ценой младшего разряда АЦП прибора.

, где - интервал, в пределах которого ошибка равновероятна.

  — относительная ошибка, приведенная к шкале прибора, где L – максимальное значение шкалы.

Отсюда следует что:

Но это значение не является точным, так как в цифровом приборе есть эталон, и эта ошибка зависит от нестабильности генератора.

Классификация измерительных приборов по способу измерения величин:

Приборы прямого и косвенного измерения классифицируются в зависимости от методаполучения результата измерения.  Приборы прямого измерения дают результат, который получается непосредственно из опытных данных. Примеры прямых измерений: измерение тока амперметром, температуры термометром, массы на весах.  Приборы косвенного измерения дают результат измерения, при котором искомая величина непосредственно не определяется, а ее значение находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, полученными в результате прямых измерений. Например, мощность.  В зависимости от совокупности приемов использования принципов и средств измерений все методы делятся на методы непосредственной оценки и методы сравнения.

Влияние согласования измерительного прибора и источника информации.

Если прибор не согласован с источником – понижается точность снимаемой информации.

	Источник информации		Измерительное устройство

 

                                   

Для согласования частот источника и измерителя используют фильтры, отсекающие часть частот сигнала и согласующие полосы пропускания источника и измерителя.

Раздел 1.

Измерительные генераторы

Измерительные генераторы способствуют получению информации и генерации сигнала, точнее должны вырабатывать наиболее полные модели (имитации) сигналов (реальный сигнал неизвестен). Все системы воспринимают только неопределенный (неизвестный ранее) сигнал.

Принцип измерений, основанный на применении измерительных генераторов, состоит в том, что любая система устроена таким образом, что она должна прореагировать на некоторое возбуждающее воздействие:

 

В процессе регистрации отклика системы на это возбуждающее воздействие, проанализировав отклик возможно получить (измерить) с помощью различного рода измерителей характеристики(параметры) исследуемой системы.

В соответствии с назначением, а также типом генерируемых сигналов генераторы группируют по следующим группам:

1) генераторы шума;                              

2) генераторы гармонических колебаний;

3) генераторы импульсных сигналов;

4) специальные генераторы.

§ 1.1 Генераторы шумовых сигналов

Шум — беспорядочные колебания различной физической природы, отличающиеся сложностью временной и спектральной структуры. Как у процесса у шума выделяют следующие параметры:

- динамический диапазон;

- дисперсия (определяет энергетику процесса);

- дифференциальный закон распределения (плотность вероятности);

- спектральные характеристики шума;

- корреляционные характеристики шума.

Рассмотрим графики шумовых процессов:

 

Стационарный случайный процесс — такой процесс, в котором в течение времени не изменяется закон распределения и ширина спектра.

Нестационарный случайный процесс — такой процесс, в котором в течение времени изменяется закон распределения и ширина спектра. (С точки зрения измерителей, нестационарный шумовой процесс это шумовой процесс, длящийся короткие промежутки времени (меньшие, чем время усреднения в измерителях)).

§ 1.1.1 Аналоговые генераторы шума

Рассмотрим структуру генератора аналогового шума:

Устройство согласования используется для согласования входного сопротивления входных цепей подключаемого внешнего устройства (усилитель и т.п.) и выходного сопротивления аттенюатора.

Желательно чтобы на выходе генератора был белый шум. Белый шум обладает равномерной  спектральной плотностью от 0 до бесконечности. Все элементы структуры генератора аналогового шума должны воспринимать первичный источник шума как источник белого шума (из которого впоследствии, возможно, сформировать требуемый сигнал).