滋扰可以提高丈量精度，是真的吗？
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- 宣布时间：2013/11/26 18:06:28
- 作者：yw永旺快投网电气
一、前言
水可以引燃蜡烛，是真的吗？是真的！
蛇怕雄黄，是真的吗？是假的！
上述两个征象，已经由央视 财经频道《是真的吗？》揭秘。
今天要探讨的是：
滋扰可以提高丈量精度，是真的吗？
通常情形下，滋扰是丈量的天敌，滋扰会降低丈量精度，严重情形会导致丈量不可正常举行，就这个角度而言，滋扰可以提高丈量精度，是假的！
然而，是否总是云云呢？是否保存一种情形，滋扰不但不会降低丈量精度，反而会提高丈量精度呢？
谜底是一定的！
二、滋扰的约定
团结现真相形，我们对滋扰举行如下约定：
1、滋扰不含直流分量。现实丈量中，滋扰主要为交流滋扰，这个假设是合理的。
2、滋扰与被测直流电压相比，幅值相对较小。这一点切合现真相形。
3、滋扰是周期信号，或牢靠一段时间内均值为零。这一点，现实丈量中纷歧定建设。可是，由于滋扰一样平常为较高频率的交流信号，关于大都滋扰而言，在较长的时间段内，均值为零的约定是合理的。
三、滋扰下的丈量精度
现在电丈量仪器仪表大多接纳AD转换器，其丈量精度与AD转换器的区分力亲近相关，一样平常而言，较高区分力的AD转换用具有较高的丈量精度。
然而，AD区分力总是有限的，假设AD的区分率为3位，最高丈量电压为8V，AD转换器就相当于一把中分为8格，每格为1V的刻度尺，AD区分力为1V。该AD的丈量效果总为整数，而小数部分总是被进位或舍弃，本文假设为进位。进位或舍弃会引起丈量误差，例如，6.3V大于6V，小于7V，AD丈量效果为7V，保存0.7V的误差，我们称这个误差为AD量化误差。
为了剖析利便，我们假设刻度尺（AD转换器）除了AD量化误差之外，不保存其它的丈量误差。
现在，我们用这样的两把相同的刻度尺来丈量图1所示的无滋扰（理想情形）的和有滋扰的两个直流电压。
如图1所示，现实被测直流电压为6.3V，左图直流电压没有任何的滋扰，数值上为恒定值。右图为受到交流滋扰的直流电，数值上有一定的波动。右图直流电剔除滋扰信号之后与左图直流电电压相等。图中红色方块体现AD转换器的转换效果。
图1 无滋扰的直流电和受交流滋扰的直流电压
对上图中两种情形下的直流电划分举行10次丈量，再对10次丈量效果求平均。
左图第一把刻度尺丈量10次，每次读数相同，受
AD量化误差的影响，每次读数均为7V，10次丈量求平均后，效果照旧7V，AD量化误差为0.7V，丈量误差为0.7V。
右图第二把刻度尺爆发了戏剧性的转变：
因滋扰电压的正负及幅值的差别，差别丈量点上AD量化误差差别，在AD量化误差的转变下，AD丈量效果在6V和7V之间转变。其中有7次丈量效果为7V，只有三次丈量效果为6V，10次丈量效果的均值为6.3V！误差为0V！
现实上，无误差是不可能的，由于客观天下中，不保存严酷的6.3V！可是，的简直确保存的是：
无滋扰的情形下，由于每次丈量效果相同，10次丈量求平均后，误差稳固！
而保存适量滋扰时，10次丈量求平均后，AD量化误差减小了一个数目级！区分力提高了一个数目级！丈量精度也提高了一个数目级！
要害问题是：
被测电压为其它数值时，是否也是云云呢？
读者无妨自己凭证第二节对滋扰的约定，用系列数值体现滋扰，将滋扰叠加到被测电压上，再凭证AD转换器的进位原则，盘算各个点的丈量效果，再求均值举行验证，只要滋扰幅值能够引起AD量化后的读数转变，且采样频率足够高（滋扰幅值转变有过渡历程，而不是正负相间的两个数值），精度一定提高！
可以证实，只要被测电压不是正好为整数（客观天下中是不保存的），都会保存AD量化误差，而岂论AD量化误差为多大，只要滋扰的幅值大于AD量化误差或大于AD的最小区分力，就会导致丈量效果在相邻两个数值之间转变。由于滋扰是正负对称的，减小和增大的幅度和概率是相等的，因此，当现实值较靠近哪个数值，哪个数值泛起的概率就大，平均后就会靠近哪个数值。
即：多次丈量的均值（滋扰均值为零）一定越发靠近无滋扰时的丈量效果，也就是说，使用均值为零的交流滋扰信号，接纳多次丈量求平均，可以减小等效的AD量化误差，提高AD丈量区分力，提高丈量精度！
滋扰可以提高丈量精度，是真的吗？
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