Dokładne pomiary: nieuchronne szumy i starzenie
W poprzednim artykule omówiłem problemy związane z czynnikami powtarzalnymi, które są odwracalne. Jednak nie one są największym problemem. W tym artykule zasygnalizowane są absolutnie najważniejsze aspekty problemu granic dokładności i stabilności w elektronice: szumy, zakłócenia i starzenie.
We wcześniejszych artykułach serii omówiliśmy problem nieliniowości zmian cieplnych, ciśnienia atmosferycznego, wilgotności oraz napięć termicznych EMF. Ogólnie biorąc, zmiany temperatury, ciśnienia i wilgotności są powtarzalne, przewidywalne i odwracalne. A jeśli tak, to można je w różny sposób korygować, kompensować i likwidować ich wpływ niemal całkowicie. Także problem napięć termicznych EMF można minimalizować i kompensować. Nieprzekraczalne granice dokładności pomiarów i stabilności parametrów są wyznaczone przez jeszcze inne czynniki: przez nieuniknione zmiany starzeniowe oraz przez nieuchronne szumy.
Nieprzekraczalne granice – problem szumów
Ten i poprzednie artykuły są poświęcone głównie problemowi dokładności i stabilności układów, przyrządów pomiarowych. Naświetlają problem realnej, możliwej do uzyskania, dokładności pomiarów. Staram się pokazać, jakie czynniki uniemożliwiają pomiary wielkości elektrycznych „z idealną dokładnością”. Zanim przejdziemy do najpoważniejszego problemu starzenia elementów, koniecznie trzeba też wspomnieć o bardzo istotnym i trudnym problemie szumów. Otóż w układach elektronicznych, w tym w woltomierzach i innych przyrządach pomiarowych występują szumy własne.
Mają one różne przyczyny i różne właściwości. Co bardzo ważne, nie ma pełnego rozwiązania problemu szumów. Można je redukować, ale nie można obniżyć szumów do zera ani całkowicie wyeliminować ich wpływu.
To prawda, że lepsze, droższe, nowocześniejsze elementy zwykle mają mniejsze szumy. Po części związane jest to z jakością, czystością użytych materiałów, po części z doskonałością procesu produkcyjnego. Ogólnie biorąc, nowoczesne elementy najlepszych wytwórców szumią mniej, jednak szumów nie można zmniejszyć do zera. Nieprzekraczalną granicą są szumy termiczne, które wynikają z natury naszego świata i wyznaczone są przez wartość rezystancji i temperaturę.
(…)
——– ciach! ——–
To jest tylko fragment artykułu, którego pełna wersja ukazała się w numerze czerwcowym czasopisma Zrozumieć Elektronikę (ZE 6/2024). Czasopismo aktualnie nie ma wersji drukowanej na papierze. Wydawane jest w postaci elektronicznej (plików PDF). Pełną wersję czasopisma znajdziesz na moim profilu Patronite i dostępna jest dla Patronów, którzy wspierają mnie kwotą co najmniej 10 zł miesięcznie. Natomiast niepełna, okrojona wersja, pozwalająca zapoznać się z zawartością numeru ZE 6/2024 znajduje się tutaj.
Piotr Górecki
Uwaga! Osoby, które nie są (jeszcze) moimi stałymi Patronami, mogą nabyć PDF-y z pełną wersję tego numeru oraz wszystkich innych numerów czasopisma wydanych od stycznia 2023, „stawiając mi kawę” (10 złotych za jeden numer czasopisma w postaci pliku PDF).
W tym celu należy kliknąć link (https://buycoffee.to/piotr-gorecki), lub poniższy obrazek
Następnie wybrać:
– jeśli jeden numer ZE – 10 zł,
– jeśli kilka numerów ZE – WSPIERAM ZA. I tu wpisać kwotę zależną od liczby zamawianych numerów – wydań (N x 10 zł),
Wpisać imię nazwisko.
Podać adres e-mail.
Koniecznie zaznaczyć: „Chcę dołączyć wiadomość dla Twórcy” i tu wpisać, który numer lub numery ZE mam wysłać na podany adres e-mailowy. Jeśli ma to być numer z tym artykułem trzeba zaznaczyć, że chodzi o ZE 6/2024.
UWAGA!!! E-mail z linkiem do materiałów (weTransfer) wysyłamy zazwyczaj w ciągu 24 godzin. Czasem zdarza się jednak, że trafia do spamu. Jeśli więc nie pojawi się w ciągu 48 godzin prosimy sprawdzić w folderze spam, a ewentualny problem zgłosić na adres: kontakt@piotr-gorecki.pl.
