正如您將從統(tǒng)計(jì)類中回憶的那樣,平均值是所有測量的簡單平均值。標(biāo)準(zhǔn)差提供了傳播的指示。出于我們的目的,我們希望標(biāo)準(zhǔn)偏差盡可能小。
您將看到平均值在整個(gè)處理過程中保持不變,任何變化都很容易歸因于舍入誤差(如預(yù)期的那樣)。標(biāo)準(zhǔn)偏差(SD)表示數(shù)據(jù)的擴(kuò)展,隨著FIR抽頭數(shù)量的增加而減少 - 這這是因?yàn)橐苿?dòng)平均濾波器正在減輕外圍數(shù)據(jù)點(diǎn)的影響。我還通過平均濾波器顯示數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差,以便感興趣的讀者將ADC(數(shù)字平均濾波器)內(nèi)的平均效果與ADC外部的平均值(移動(dòng)平均濾波器)進(jìn)行比較。
該數(shù)據(jù)集的平均值為0.6987°,沒有平滑或數(shù)據(jù)處理,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0025°。這提供了比平均值低3個(gè)數(shù)量級的標(biāo)準(zhǔn)偏差。標(biāo)準(zhǔn)誤差甚至更小,為0.000078°。但是所有這些小數(shù)位真的重要嗎?這是一個(gè)非常小的標(biāo)準(zhǔn)偏差。6標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍(6σ)為0.015° - 給出了我從設(shè)備讀取的單個(gè)值在實(shí)際值的0.015°范圍內(nèi)的概率為99.999999%。該設(shè)備可能具有更高的分辨率,但我的實(shí)驗(yàn)設(shè)置或PCB設(shè)計(jì)引入了太多噪音。
現(xiàn)在 - 下一個(gè)問題。我可以做得更好嗎?據(jù)統(tǒng)計(jì),我可以收集更多的測量數(shù)據(jù)。但是,如果我不想坐在那里等待設(shè)備收集數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),并使用大量的處理器內(nèi)存和處理器能力,那么可接受的設(shè)備配置是什么?為此,讓我們看看另一個(gè)實(shí)驗(yàn) - 由32768次平均讀數(shù)的1023次試驗(yàn)組成。如果我在微控制器內(nèi)部存儲32768個(gè)32位測量值,我需要至少131 kB的內(nèi)存,并且知道處理累積數(shù)據(jù)的時(shí)鐘周期數(shù)。如果我想在ADC內(nèi)部平均32768次測量,我只需將轉(zhuǎn)換引腳切換32768次。
使用ADC內(nèi)部的數(shù)字平均濾波器可以將存儲和計(jì)算的負(fù)擔(dān)從微控制器轉(zhuǎn)移出去,從而將其釋放出去做其他事情。
在這里,32768次試驗(yàn)在ADC內(nèi)平均 - 平均為0.701°,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.000547°。6σ范圍為0.003°,單次測量在0.688°和0.704°之間的可能性為99.999999%。
也許我的測斜儀并不像我想要的那樣精確,但事實(shí)是我創(chuàng)造了一個(gè)比我需要的更精確的子系統(tǒng):我可以測量到百分之一度的傾角并知道測量值與實(shí)際值之間的差異可以忽略不計(jì)。在這一點(diǎn)上,我沒有計(jì)劃構(gòu)建,調(diào)整或表征任何需要更精確的東西。
您是否有任何可以從高精度測斜儀設(shè)計(jì)中受益的項(xiàng)目或系統(tǒng)?是否有您希望添加到此子系統(tǒng)的功能或功能?請?jiān)谙旅娴脑u論部分分享您的想法。
所有數(shù)據(jù)集如下所示: