Tôi có thể cải thiện độ chính xác của cảm biến nhiệt độ LM35 bằng cách lấy trung bình một số cảm biến không?

Tôi có thể tạo một siêu cảm biến bằng cách lấy trung bình các số đọc từ một số cảm biến LM35 không? Điều này có chính xác hơn không vì tôi sẽ tính trung bình độ lệch hệ thống trong các cảm biến riêng lẻ? Ngoài ra, nó cũng sẽ không chính xác hơn, bởi vì bất kỳ tiếng ồn sẽ được giảm bớt / trung bình?

Điều này dường như quá tốt để trở thành sự thật. Ý tôi là, những thứ này thực sự rẻ khi có cảm biến, vậy điều gì ngăn tôi mua như 10 trong số chúng và chế tạo cảm biến nhiệt độ siêu chính xác bằng phương pháp này?

Bạn không thể đảm bảo độ chính xác cao hơn, nhưng bạn có thể có được tín hiệu tốt hơn cho tỷ lệ nhiễu.

Hãy tưởng tượng nếu tất cả các cảm biến được tắt cùng một lượng như được cho phép trong thông số kỹ thuật. Tính trung bình chúng sẽ không mang lại độ chính xác tốt hơn. Nếu bạn có số lượng lớn các cảm biến này và chúng có phân phối lỗi ngẫu nhiên trong dải lỗi được phép, thì bạn sẽ có độ chính xác cao hơn bằng cách lấy trung bình. Tuy nhiên, vấn đề là bạn không có cách nào để biết bạn có trường hợp thứ nhất hay lần thứ hai. Nếu tất cả các đơn vị đến từ cùng một lô sản xuất, lỗi của chúng có thể không được phân phối ngẫu nhiên.

Tiếng ồn đi xuống, tuy nhiên. Mỗi cảm biến thêm một số tiếng ồn để đọc. Điều này không tương thích với tiếng ồn từ các cảm biến khác, vì vậy trung bình sẽ làm giảm tiếng ồn. Tất nhiên điều này không đúng với tiếng ồn phát ra từ bên ngoài toàn bộ hệ thống vì điều đó sẽ tương quan và trung bình nhiều lần đọc cảm biến sẽ không làm giảm nó.

Lưu ý rằng có nhiều hơn một cách để "trung bình". Bạn đang nghĩ đến việc lấy trung bình trên nhiều cảm biến để giảm nhiễu. Tuy nhiên, vì nhiễu này về cơ bản là ngẫu nhiên, bạn cũng có thể trung bình giữa nhiều lần đọc từ cùng một cảm biến được thực hiện tại các thời điểm khác nhau. Trong trường hợp tổng quát hơn, đây thực sự là bộ lọc thông thấp. Vì nhiệt độ thay đổi chậm, nên việc lọc thông thấp mạnh mẽ, đầu ra của cảm biến nhiệt độ sẽ giảm tiếng ồn. Nhìn vào điều này trong không gian tần số, bạn biết nhiệt độ thay đổi chậm nên các thành phần tần số cao bị nhiễu và có thể được giảm thiểu một cách an toàn.

Có, sử dụng nhiều cảm biến có thể cung cấp cho bạn nhiệt độ trung bình . Làm thế nào chính xác mà nhiệt độ vẫn còn trong câu hỏi.

Nếu 50% cảm biến ở trên nhiệt độ thực và 50% dưới cảm biến, thì bạn sẽ có được nhiệt độ thực (hoặc tốt như). Nếu 75% ở trên và 25% ở dưới, thì bạn sẽ đọc được nhiệt độ cao hơn mức đó.

Để có độ chính xác, bạn sẽ cần một số tham khảo để kiểm tra cảm biến để có được nhiệt độ thực - thường là nhiệt độ đã biết để hiệu chỉnh cảm biến.

Đối với việc khử nhiễu, bạn có thể thực hiện chính xác điều tương tự với một cảm biến và lấy mẫu nhiều lần và lấy trung bình các kết quả.

Nếu các lỗi là ngẫu nhiên, bạn có thể mong đợi sự cải thiện khoảng 3 nhân tố cho 10 cảm biến (căn bậc hai của 10). Nhưng có khả năng có những lỗi hệ thống sẽ không thể hủy bỏ.

• Tại sao bạn muốn độ chính xác tốt hơn 0,5 ° C ở nơi đầu tiên?

• Bạn muốn đo nhiệt độ nào? Nếu bạn có mười cảm biến thì tất cả chúng sẽ không ở cùng một chỗ. Hầu hết thời gian sẽ tốt hơn để có được độ chính xác cao hơn.

• Bạn thậm chí có không gian cho 10 cảm biến?

Đó là một ý tưởng tốt để làm nhiều bài đọc của một cảm biến.

Bạn nói về "thiên vị hệ thống". Nếu chúng ta đưa ra giả định chung hợp lý rằng các số đọc từ các cảm biến có độ lệch trung bình và độ lệch chuẩn, so với khi cỡ mẫu (số lượng cảm biến) tăng thì độ lệch chuẩn sẽ giảm.

Sau đó, một lần nữa nếu người ta lấy nhiều số đọc từ cùng một cảm biến thì độ lệch chuẩn của số đọc cũng sẽ được giảm.

Đối với mức trung bình, giả sử rằng khi nhiệt độ chính xác là 80C và cảm biến 1 có thể đọc 79C, cảm biến 2 80C và cảm biến 3 81C. Trong trường hợp này, tính trung bình các số đọc cho câu trả lời là 80C trong khi 3 cảm biến riêng lẻ chỉ có một cảm biến có giá trị đúng. Có nhiều điều cần xem xét ở đây, giả sử cảm biến 1 luôn đọc thấp 1C trong khi cảm biến 3 luôn đọc cao 1C. Nếu bạn có thể xác định điều này bằng cách so sánh với một nguồn chính xác, thì bạn có thể sửa lỗi đọc thấp 1C này cho cảm biến 1 trong chuyển đổi bài đăng phần mềm.

Trong điều kiện thực tế, làm thế nào bạn có thể gắn nhiều cảm biến sao cho tất cả chúng tiếp xúc với cùng một điểm chính xác nơi bạn muốn đo nhiệt độ? Để đọc độ chính xác cao, ngay cả một khoảng cách nhỏ giữa các cảm biến có thể có nghĩa là chúng đang được tiếp xúc với nhiệt độ khác nhau. Trong trường hợp này, tính trung bình các bài đọc sẽ không mang lại dữ liệu hữu ích về nhiệt độ tại bất kỳ điểm cụ thể nào, chỉ có mức trung bình trên một số không gian. Sắp xếp giống như gắn 4 nhiệt kế ở mỗi bên của ngôi nhà của bạn; rất có khả năng rằng một bên ở phía nắng sẽ có nhiệt độ khác với nhiệt độ ở phía râm mát.

Chỉ cần kén chọn và thêm 2 xu cho câu hỏi này: nếu bạn không thích câu trả lời kén chọn , thậm chí đừng đọc câu này hoặc bạn sẽ muốn giết tôi.

Vì tất cả các cảm biến đều có một số sai lệch bên trong, nên cuối cùng bạn sẽ không bao giờ siêu chính xác .

Nếu bạn có một cảm biến và bạn biết độ lệch của nó, bạn có thể bù lại số đọc của nó và nhận được nhiệt độ thực. Và bạn sẽ bị giới hạn ở các đặc điểm của nó (ví dụ: nếu nó là tuyến tính trong bài đọc của nó khi nhiệt độ thay đổi hoặc nếu lỗi không tuyến tính ... nếu nó ổn định khi thời gian trôi qua, hoặc không ...).

Nếu bạn có nhiều cảm biến và trung bình chúng, bạn sẽ thu hẹp khoảng cách giữa nhiệt độ thực và nhiệt độ đo được, nhưng vì mỗi cảm biến có lỗi riêng, trung bình sẽ luôn có một số lỗi. Để tránh điều đó, chỉ khi bạn có chính xác cùng một số cảm biến ở trên và dưới nhiệt độ chính xác, và chỉ khi chúng có cùng một lượng chính xác ở trên và dưới ...

Hãy nghĩ về nó giống như tiêu chuẩn quốc tế về khối lượng: 1 kg là gì? Đó là khối lượng của một cơ thể cụ thể, được lưu trữ trong Cục Trọng lượng và Đo lường Quốc tế. Nó không phải là trung bình của rất nhiều cơ thể ...