 |
Помехи при регистрации сигналов.
|
|
|
|
История развития метрологии.
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах достижения требуемой точности и единства измерений.
Предметом метрологии является извлечение количественной информации о свойствах объектов с заданной точностью и достоверностью.
Средством метрологии является совокупность измерений и метрологических стандартов, обеспечивающих требуемую точность.
Значимость метрологии выражается в 3-х аспектах
философском - метрология является средством постижения окружающего мира;
научном - метрология служит средством для подтверждения или опровержения научных теорий и открытий;
техническом (прикладной)- получение количественной информации об объекте управления или контроля, с целью функционирования технологических процессов, обеспечения качества.
Существуют различные специальные области в метрологии: метрология массы, размерности, метрология температуры, химическая метрология.
Метрология как область практической деятельности зародилась еще в древности.(Наименования единиц измерения и их размеры появлялись в давние времена чаще всего в соответствии с возможностью применения единиц и их размеров без специальных устройств, т.е. создавались с ориентацией на те единицы, что были «под руками и ногами». В России в качестве единиц длины были «пядь», «локоть»
Принятие метрической конвекнции в России: В 1875 на Дипломатической метрологической конференции, проведенной в Париже, в которой участвовали 17 государств (в том числе Россия), была принята Метрическая конвенция.
В 1875 году была подписана Международная метрическая конвенция — международный договор, служащий для обеспечения единства метрологических стандартов в разных странах.
|
|
|
В настоящее время к конвенции присоединилось 51 государство, в том числе все промышленно развитые страны. В соответствии с метрической конвенцией учреждены Международное бюро мер и весов и Международный комитет мер и весов, и созываются Генеральные конференции по мерам и весам.
В 1960 году разработана и установлена Международная система единиц (СИ) До введения метрической системы единицы выбирались независимо друг от друга. Поэтому пересчёт из одной единицы в другую был сложным. К тому же в разных местах применялись разные единицы, иногда с одинаковыми названиями. Метрическая система должна была стать удобной и единой системой мер и весов.
В 20 веке метрологические исследования отдельных стран координируются Международными метрологическими организациями. Они созданы на основе международных соглашений для осуществления и хранения основных единиц физических величин и для достижения международного единства мер.
3 Международные метрологические организации:
организация стран — членов Метрической конвенции (1875)
Международная организация законодательной метрологии (1956)
Международная конфедерация по измерительной технике и приборостроению (1958).
В настоящее время сформировались и развиваются три взаимосвязанных раздела метрологии: Теоретическая
Рассматривает общие теоретические проблемы (разработка теории и проблем измерений, физических величин, их единиц, методов измерений).
Прикладная
Изучает вопросы практического применения разработок теоретической метрологии. В её ведении находятся все вопросы метрологического обеспечения.
Законодательная
Устанавливает обязательные технические и юридические требования по применению единиц физической величины, методов и средств измерений.
Помехи при регистрации сигналов.
Помехой называется стороннее возмущение, действующее в системе передачи и препятствующее правильному приёму сигналов
|
|
|
Источники помех могут находиться как вне, так и внутри самой системы передачи.
Если помеха регулярна и известна, то борьба с ней не представляет затруднений. Например, фон переменного тока может быть устранён компенсацией; помеха от определенной радиостанции с модуляционным спектром нормальной ширины устраняется соответствующим фильтром. Борьба же со случайными помехами представляет наибольшее затруднение.
При детектировании сигналов, несущих целевую для данного вида измерений информацию, в сумме с основным сигналом одновременно регистрируются и мешающие сигналы - шумы и помехи самой различной природы. Шумы, как правило, имеют случайный (стохастический) характер. К помехам относят стационарные искажения полезных сигналов при влиянии на процессы измерений различных дестабилизирующих факторов (электромагнитные наводки, вибрация, и т.п.). Выделение полезных составляющих из общей суммы зарегистрированных сигналов или максимальное подавление шумов и помех в информационном сигнале при сохранении его полезных составляющих является одной из основных задач первичной обработки результатов наблюдений.
Виды шумов и помех разделяют по источникам их возникновения, по энергетическому спектру, по характеру воздействия на сигнал, по вероятностным характеристикам и другим признакам. Источники шумов и помех бывают внутренние и внешние.
Внутренние, как правило, присущи физической природе источников и детекторов сигналов, а также их материальных носителей. Например, флюктуации интенсивности излучения радионуклидов в силу статистической природы ядерных процессов, тепловые шумы электронных потоков в электрических цепях, и т.п.
Внешние источники шумов и помех бывают искусственного и естественного происхождения. К искусственным источникам относятся индустриальные помехи и помехи от работающей физико-технической аппаратуры. Естественными источниками являются молнии, флюктуации магнитных полей, всплески солнечной энергии, и т.д. Электрические и магнитные поля различных источников помех вследствие наличия индуктивных, емкостных и резистивных связей создают в цепях сигнальных систем паразитные разности потенциалов и токи, накладывающиеся на полезные сигналы.
|
|
|
Помехи подразделяются на флюктуационные, импульсные и периодические.
Флюктуационные помехи представляют собой хаотические и беспорядочные во времени процессы в виде нерегулярных случайных всплесков различной амплитуды. Как правило, флюктуационные помехи распределены по нормальному закону с нулевым средним.
Импульсные помехи проявляются как в виде отдельных импульсов, так и в виде последовательности импульсов, форма и параметры которых имеют случайный характер. Причинами импульсных помех являются резкие броски тока и напряжения в промышленных установках, транспортных средствах, а также природные электрические явления.
Периодические помехи вызываются электромагнитными полями линий электропередач, силовых электроустановок и др. Если основная мощность помех сосредоточена на отдельных участках диапазона частот, например, на частоте напряжения промышленной сети или кратна этой частоте, то такие помехи называют сосредоточенными.
В зависимости от характера воздействия на сигнал помехи разделяют на аддитивные и мультипликативные. Аддитивные (налагающиеся) помехи суммируются с сигналом, не зависят от его значений и формы и не изменяют информативной составляющей самого сигнала. Мультипликативные или деформирующие помехи могут изменять форму информационной части сигнала, иметь зависимость от его значений и от определенных особенностей в сигнале и т.п. При известном характере мультипликативных помех возможна коррекция сигнала на их влияние.
Следует заметить, что деление сигналов на полезные и мешающие (шумовые) является достаточно условным. Источниками мешающих сигналов также могут быть определенные физические процессы, явления или объекты. При выяснении природы мешающих сигналов они могут переводиться в разряд информационных. Так, например, вариации диаметра скважин и каверны является мешающим фактором практически для всех методов каротажа. Вместе с тем этот же фактор, при соответствующем методическом и аппаратурном обеспечении, может дать возможность бесконтактного определения диаметра скважин в качестве дополнительного информационного параметра
|
|
|
