Đo lường đơn cực và đo lường vi sai
Hai kỹ thuật đo lường đơn cực và đo lường vi sai hiện đang là một chủ đề khá được chú ý trong các công việc xác định tín hiệu đầu ra của các hệ thống, máy
Khái niệm
- Đo lường đơn cực (Single-Ended Measurement): Là cách thức đo tín hiệu điện áp thông qua việc truyền sóng năng lượng giữa hai đầu. Một đầu là dùng để tiếp nhận sóng vào và đầu còn lại là một điểm tham chiếu (thường là nối với mặt đất).
- Đo lường vi sai (Differential Measurement): Là cách đo sự chênh lệch điện áp cũng ở hai đầu. Tuy nhiên, điểm khác biệt so với đo lường đơn cực chính là ta đo giữa hai điểm độc lập chứ không liên quan gì đến mặt đất và phản ánh lại sự khác biệt trong thông số giữa hai phần đó.
Tính chất:
Đo lường đơn cực
- Ưu điểm: Đơn giản và yêu cầu ít phần cứng đưa vào sử dụng. Là một lựa chọn giúp tiết kiệm chi phí vì chúng chỉ cần một vài sợ dây truyền dẫn để đưa tất cả các loại tín hiệu đi.
- Nhược điểm: Rất dễ bị nhiễu bởi các tín hiệu từ môi trường xung quanh ảnh hưởng lên. Do sự khác biệt không ổn định có thể xảy ra giữa mặt đất với thiết bị đo nguồn, chưa kể là từ cấu hình thiết kế không hoàn hảo, nên sẽ xảy ra sự giao thoa sóng trên các con cảm biến làm cho chất lượng kết quả đầu ra bị giảm xuống thấp.
Đo lường vi sai
- Ưu điểm: Khác với phương pháp đo ở trên, đo lường vi sai có khả năng chống nhiễu tốt hơn, đồng thời ít bị ảnh hưởng bởi sóng điện từ. Giả sử khi đo đạc, sẽ có sóng nhiễu xuất hiện ở hai đầu dây rồi đi vào hệ thống, tuy nhiên, do tính chất thiết kế đặc thù nên chúng đều bị loại bỏ trong thuật toán xử lý tiếp nhận dữ liệu.
- Nhược điểm: Vì cấu hình phức tạp nên chúng đòi hỏi nhiều phần cứng hơn để sản xuất ra được một máy đo hoàn chỉnh đưa vào sử dụng.
Nên sử dụng trong từng trường hợp nào?
- Đối với đo lường đơn cực: Chúng phù hợp cho các công việc đơn giản hoặc khi nhiệm vụ không đòi hỏi sự chính xác quá cao. Ví dụ như dùng trong các mạch đo tín hiệu ngắn, hoặc khoảng cách giữa nguồn cấp và thiết bị đo rất gần nhau, nhằm hạn chế nhiều nhất sự ảnh hưởng từ nhiễu.
- Đối với đo lường vi sai: Sử dụng cho những thứ đòi hỏi phải có độ chính xác và tin cậy lớn, hoặc do tác động nhiễu từ môi trường xung quanh xảy ra nhiều, đặc biệt là trong các môi trường công nghiệp, mục đích là để lọc ra những yếu tố không cần thiết cho kết quả báo cáo được xác đáng.
Nhìn chung, việc quyết định lựa chọn một trong hai cách trên còn phụ thuộc nhiều vào yêu cầu thiết yếu khác, như giá thành, môi trường hoạt động, mục đích đo để lấy kết quả chính xác hay chỉ để tìm ra tính chất của tín hiệu cần đo… Nên nhớ rằng, ta cũng có nhiều cách khác nhau để đạt được mục đích mà không cần phải tốn nhiều công sức bỏ ra, ví dụ, ta có thể sử dụng dây cáp xoắn đôi (có vỏ bọc bên ngoài) cùng với thiết bị đo đơn cực, vì chúng cũng hỗ trợ việc giảm thiểu nhiễu tín hiệu ở một mức độ nhất định nào đó. Ngoài ra, các công cụ ngày nay đã được cải tiến và trang bị nhiều kỹ thuật hiện đại giúp nâng cao chất lượng trong lĩnh vực này, nên ta có thể ít nhiều giảm bớt nỗi lo về sai sót trong kết quả đầu ra.
Kết luận
Hai phương pháp đo lường đơn cực và vi sai vẫn đang được sử dụng phổ biến trong nhiều ngành nghề và các vị trí khác nhau để phục vụ cho lợi ích riêng của từng cá nhân hay doanh nghiệp. Trước khi đưa ra quyết định về việc lựa chọn cách thức đo đạc nào, ta nên tìm hiểu kỹ về mục tiêu cũng như nhu cầu từ những điều kiện có sẵn, tham khảo thêm các gợi ý hay hỗ trợ từ bên ngoài, để từ đó có được một sự chọn lựa khôn ngoan hơn khi đưa vào thực hành. Cần nhớ rằng, đây không phải là hai phương pháp đo duy nhất, mà còn một số lượng nhỏ các cách khác, vì vậy hãy tự trang bị cho mình những kiến thức lẫn tìm hiểu cơ bản xung quanh vấn đề trước khi đi đến giai đoạn đưa ra giải pháp.