ฉันสามารถปรับปรุงความแม่นยำของเซ็นเซอร์อุณหภูมิ LM35 โดยเฉลี่ยเซ็นเซอร์หลาย ๆ

ฉันสามารถสร้าง super-sensor หนึ่งตัวโดยเฉลี่ยร่วมกันการอ่านจากเซ็นเซอร์ LM35 หลายตัวได้หรือไม่ นี่จะไม่แม่นยำกว่าหรือเปล่าเพราะฉันจะเฉลี่ยความลำเอียงที่เป็นระบบในเซ็นเซอร์แต่ละตัว นอกจากนี้จะไม่แม่นยำมากขึ้นเช่นกันเพราะเสียงรบกวนใด ๆ ที่จะทำให้ชื้น / เฉลี่ย?

ดูเหมือนว่าดีเกินกว่าจะเป็นจริงได้ ฉันหมายความว่าสิ่งเหล่านี้ราคาถูกจริง ๆ เท่าที่เซ็นเซอร์ใช้งานดังนั้นสิ่งที่จะหยุดฉันจากการซื้อเช่น 10 ของพวกเขาและทำเซ็นเซอร์อุณหภูมิที่มีความแม่นยำสูงด้วยวิธีนี้?

คุณไม่สามารถรับประกันความถูกต้องได้มากขึ้น แต่คุณสามารถรับอัตราส่วนสัญญาณต่อสัญญาณรบกวนได้ดีขึ้น

ลองนึกภาพถ้าเซ็นเซอร์ทั้งหมดถูกปิดในปริมาณเดียวกันกับที่ได้รับอนุญาตในรายละเอียด ค่าเฉลี่ยพวกเขาจะไม่ได้ความแม่นยำที่ดีกว่า หากคุณมีเซ็นเซอร์เหล่านี้จำนวนมากพอสมควรและมีการกระจายข้อผิดพลาดแบบสุ่มภายในแถบข้อผิดพลาดที่ได้รับอนุญาตคุณจะได้รับความแม่นยำที่ดีขึ้นโดยการหาค่าเฉลี่ย อย่างไรก็ตามปัญหาคือคุณไม่มีทางรู้ว่าคุณมีคดีแรกหรือคดีที่สอง หากหน่วยทั้งหมดมาจากลอตการผลิตเดียวกันข้อผิดพลาดของพวกเขาอาจไม่กระจายแบบสุ่ม

เสียงจะลดลงอย่างไรก็ตาม เซ็นเซอร์แต่ละตัวจะเพิ่มเสียงรบกวนให้กับการอ่าน สิ่งนี้ไม่มีความสัมพันธ์กับเสียงรบกวนจากเซ็นเซอร์อื่นดังนั้นค่าเฉลี่ยจะลดเสียงรบกวนลง แน่นอนว่านี่ไม่ใช่ความจริงของเสียงรบกวนที่มาจากนอกระบบทั้งหมดเนื่องจากจะมีความสัมพันธ์และการเฉลี่ยการอ่านเซ็นเซอร์หลายตัวจะไม่ลดลง

โปรดทราบว่ามี "ทางเลือก" มากกว่าหนึ่งวิธี คุณกำลังคิดหาค่าเฉลี่ยของเซ็นเซอร์หลายตัวเพื่อลดเสียงรบกวน อย่างไรก็ตามเนื่องจากเสียงรบกวนนี้เป็นแบบสุ่มคุณสามารถเฉลี่ยระหว่างการอ่านหลาย ๆ ครั้งจากเซ็นเซอร์ตัวเดียวกันในเวลาต่างกัน ในกรณีทั่วไปมากขึ้นนี่คือการกรองผ่านความถี่ต่ำจริงๆ เนื่องจากอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆการกรองผ่านความถี่ต่ำแบบก้าวร้าวเอาต์พุตของเซ็นเซอร์อุณหภูมิจึงลดเสียงรบกวน เมื่อดูที่พื้นที่ความถี่นี้คุณรู้ว่าอุณหภูมิเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆดังนั้นส่วนประกอบความถี่สูงจึงเป็นจุดรบกวนและสามารถลดทอนได้อย่างปลอดภัย

ใช่การใช้เซ็นเซอร์หลายตัวสามารถให้อุณหภูมิโดยเฉลี่ยได้ วิธีแก้ไขอุณหภูมินั้นยังคงเป็นปัญหา

หากเซ็นเซอร์ 50% อยู่เหนืออุณหภูมิจริงและต่ำกว่า 50% คุณจะได้อุณหภูมิจริง (หรือดีเท่า) หาก 75% สูงกว่าและ 25% ต่ำกว่าคุณจะอ่านอุณหภูมิที่สูงกว่านั้น

เพื่อความถูกต้องคุณจะต้องมีการอ้างอิงในการทดสอบเซ็นเซอร์เพื่อให้ได้อุณหภูมิจริง - โดยปกติจะเป็นอุณหภูมิที่รู้จักในการปรับเทียบเซ็นเซอร์

สำหรับการตัดเสียงรบกวนคุณสามารถทำสิ่งเดียวกันโดยใช้เซ็นเซอร์เดียวและสุ่มตัวอย่างหลาย ๆ ครั้งและเฉลี่ยผลลัพธ์

หากข้อผิดพลาดเป็นแบบสุ่มคุณสามารถคาดหวังว่าจะมีการปรับปรุงปัจจัย 3 ตัวสำหรับเซ็นเซอร์ 10 ตัว (รากที่สองของ 10) แต่ดูเหมือนว่าจะมีข้อผิดพลาดอย่างเป็นระบบซึ่งจะไม่ยกเลิก

• ทำไมคุณต้องการความแม่นยำที่ดีกว่า 0.5 ° C ในตอนแรก

• คุณต้องการวัดอุณหภูมิแบบไหน หากคุณมีเซ็นเซอร์สิบตัวเซ็นเซอร์จะไม่อยู่ในตำแหน่งเดียวกัน เวลาส่วนใหญ่มันจะดีกว่าที่จะได้รับความแม่นยำสูงขึ้น

• คุณมีที่ว่างสำหรับเซ็นเซอร์ 10 ตัวหรือไม่

เป็นความคิดที่ดีที่จะทำการอ่านเซ็นเซอร์หลายตัว

คุณพูดถึง "อคติอย่างเป็นระบบ" หากเราใช้สมมติฐานที่สมเหตุสมผลโดยทั่วไปว่าการอ่านจากเซ็นเซอร์มีค่าเฉลี่ยและส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานมากกว่าขนาดตัวอย่าง (จำนวนเซ็นเซอร์) เพิ่มขึ้นค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานควรลดลง

จากนั้นอีกครั้งหากมีการอ่านหลายครั้งจากเซ็นเซอร์เดียวกันค่าเบี่ยงเบนมาตรฐานของการอ่านควรลดลงเช่นกัน

โดยเฉลี่ยสมมติว่าเมื่ออุณหภูมิที่แน่นอนคือ 80C และเซ็นเซอร์ 1 อาจอ่าน 79C เซ็นเซอร์ 2 80C และเซ็นเซอร์ 3 81C ในกรณีนี้ค่าเฉลี่ยการอ่านจะให้คำตอบ 80C ในขณะที่เซ็นเซอร์ 3 ตัวเพียงตัวเดียวเท่านั้นที่มีค่าที่ถูกต้อง มีสิ่งที่ต้องพิจารณาเพิ่มเติมที่นี่สมมติว่าเซ็นเซอร์ 1 อ่านค่า 1C ต่ำเสมอในขณะที่เซ็นเซอร์ 3 อ่านค่าสูงเสมอ 1C ทุกครั้ง หากคุณสามารถตรวจสอบสิ่งนี้ได้โดยเปรียบเทียบกับแหล่งข้อมูลที่ถูกต้องคุณสามารถแก้ไขการอ่านค่า 1C ต่ำสำหรับเซ็นเซอร์ 1 ในการแปลงซอฟต์แวร์

ในแง่การปฏิบัติคุณจะติดเซ็นเซอร์หลายตัวเพื่อให้พวกมันสัมผัสกับจุดเดียวกันที่คุณต้องการวัดอุณหภูมิได้อย่างไร สำหรับการอ่านที่มีความแม่นยำสูงแม้มีการแยกระหว่างเซ็นเซอร์เพียงเล็กน้อยก็หมายความว่าพวกมันถูกสัมผัสกับอุณหภูมิที่แตกต่างกัน ในกรณีนี้ค่าเฉลี่ยการอ่านจะไม่ให้ข้อมูลที่เป็นประโยชน์เกี่ยวกับอุณหภูมิที่จุดใดจุดหนึ่งเฉลี่ยเฉพาะในบางพื้นที่ ประเภทของเทอร์โมมิเตอร์แบบติดตั้ง 4 ด้านที่ด้านข้างบ้านของคุณ มีความเป็นไปได้สูงมากที่ด้านที่มีแดดจะมีอุณหภูมิแตกต่างจากที่อยู่ทางด้านที่ร่มรื่น

เพียงเพื่อจะจู้จี้จุกจิกและเพิ่ม 2 เซ็นต์สำหรับคำถามนี้: หากคุณไม่ชอบคำตอบที่พิถีพิถันอย่าอ่านแม้แต่ข้อนี้มิฉะนั้นคุณจะต้องฆ่าฉัน

เนื่องจากเซ็นเซอร์ทั้งหมดมีอคติอยู่ภายในคุณจึงไม่เคยมีความแม่นยำสูงเลย

หากคุณมีเซ็นเซอร์และรู้อคติคุณสามารถชดเชยค่าที่อ่านได้และรับอุณหภูมิจริง และคุณจะถูก จำกัด คุณสมบัติของมัน (ตัวอย่าง: ถ้ามันเป็นเส้นตรงในการอ่านเมื่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิหรือหากข้อผิดพลาดไม่ใช่เชิงเส้น ... ถ้ามันเสถียรเมื่อเวลาผ่านไปหรือไม่ ... )

หากคุณมีเซ็นเซอร์จำนวนมากและหาค่าเฉลี่ยคุณจะ จำกัด ช่องว่างระหว่างอุณหภูมิจริงและอุณหภูมิที่วัดได้ แต่เนื่องจากเซ็นเซอร์แต่ละตัวมีข้อผิดพลาดของตัวเองค่าเฉลี่ยจะมีข้อผิดพลาดอยู่เสมอ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าวเฉพาะในกรณีที่คุณมีจำนวนเซ็นเซอร์เท่ากันทั้งด้านบนและด้านล่างอุณหภูมิที่ถูกต้องและเฉพาะในกรณีที่มีจำนวนเท่ากันทั้งด้านบนและด้านล่าง ...

ลองคิดว่ามันเป็นเหมือนมาตรฐานสากลของมวล: 1 กิโลกรัมคืออะไร? มันคือมวลของวัตถุที่เฉพาะเจาะจงซึ่งถูกเก็บไว้ในสำนักชั่งและมาตรการระหว่างประเทศ มันไม่ได้เป็นค่าเฉลี่ยของร่างกายจำนวนมาก ...