Чувствительность и разрешение
Цель: Изучить тему «Чувствительность и разрешение» и закрепить её практическими заданиями и самопроверкой.
2 акад. часа чтение и разбор теории, решение задач, работа со схемой или виртуальным стендом и проверка понимания.
Основной материал
Чувствительность показывает, насколько сильно изменяется выход измерительной системы при изменении входной величины. Для линейного преобразователя ее можно представить как отношение изменения выходного сигнала к изменению входа.
Если 0-100 bar соответствует 4-20 mA, полный токовый span 16 mA. Чувствительность равна 16/100 = 0,16 mA/bar.
Разрешение
Разрешение показывает минимальное изменение, которое система способна различить. Для цифрового АЦП оно связано с количеством бит и диапазоном. 12-bit converter имеет 4096 уровней. Если диапазон 0-10 V, один count около 2,44 mV.
Но цифровое разрешение не означает реальную точность. Если датчик шумит на ±20 counts, дополнительный бит АЦП не даст полезной информации.
Практическая работа
Рассчитайте идеальное разрешение 16-bit АЦП для диапазона 0-10 V. Затем объясните, почему реальная система может иметь худшее эффективное разрешение.
Самопроверка
• Что такое чувствительность?
• Что такое resolution?
• Как количество бит влияет на квантование?
• Почему высокое цифровое разрешение не равно высокой accuracy?
• Что ограничивает effective resolution?
Что нужно запомнить
- Чувствительность показывает, насколько сильно изменяется выход измерительной системы при изменении входной величины.
- Для линейного преобразователя ее можно представить как отношение изменения выходного сигнала к изменению входа.
- Если 0-100 bar соответствует 4-20 mA, полный токовый span 16 mA.
- Разрешение показывает минимальное изменение, которое система способна различить.
- Для цифрового АЦП оно связано с количеством бит и диапазоном.