【技術指南】 精確度,準確度,解析度和靈敏度

2021-02-08 數據採集專家MCC

解析度可用兩種方式表示：

可測量最大信號與可被分辨最小電壓的比值 --- 常見於模數（A/D）轉換器。

理論上可檢測的最小變化程度，通常表示為比特數。這將解析度的比特數與實際電壓測量關聯起來。


為確定系統的電壓解析度，我們需要做一些計算。首先，假設一個測量系統（使用16位A/D轉換器）可以測量±10V範圍內（20V量程）的電壓。然後，確定我們在16位可檢測的最小電壓增量，即216=65536，或者65536中的1份，所以20V/ 65536 = 305µV/A/D比較次數。因此，理論上可檢測的最小電壓變化是305µV。


不幸的是，噪聲之類的因素會混入公式中，導致可被使用的理論解析度位數有所下降。一個擁有16位解析度的數據採集系統可能也包含16種噪聲情況。考慮到此，16種情況等於4比特（24=16）；因此測量系統標定的16位解析度減少了4位，所以A/D轉換器的真實解析度只有12位，並非16位。


一種「取平均值」的方法可以提高解析度，但會犧牲速度。這種方法可減少的噪聲幅度為樣點數的平方根大小，因此它需將多次採樣的數據相加，再除以總樣點數。例如，一個包含3比特噪聲的系統存在8種噪聲情況，可取64個採樣點的平均值來降低噪聲的影響。但這種方法並不能減少非線性噪聲的影響，且噪聲必須服從高斯分布。

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