Meten en verwerken
van signalen
Meten van signalen
Netwerkanalyse
Tijdsonafhankelijke netwerkvergelijkingen
Tijdsafhankelijke netwerkvergelijkingen
Overdrachtsfunctie
OpAmp versterker
Meetfouten
Verwerken van signalen
Fourieranalyse
Filters
Vensters
,Meten van signalen
Signalen opvangen in of uit het lichaam geeft inzicht in het functioneren van het lichaam. Deze
signalen moet via een sensor omgezet worden naar een bruikbare vorm. Een signaal is de
beschrijving van een fysische proces van (een deel van) het lichaam.
Meten: Observeren van een object of verschijnsel om daar een getal toe te wijzen met een
bestaande eenheid. Het gaat niet alleen om het getal, maar ook de nauwkeurigheid hiervan.
Tussen het theoretische model en de werkelijkheid zit altijd een verschil, omdat:
1. Het model is ontoereikend. Het bevat niet alle eigenschappen of is gebaseerd op
vereenvoudigde aannames.
2. Meting bevat fouten. Bijvoorbeeld door stoorsignalen of onnauwkeurigheid.
Het meten van signalen vereist niet alleen kwalitatief goede instrumenten en technische
vaardigheden, maar ook een kritische houding.
De computer kan met grote nauwkeurigheid signalen analyseren. Hiervoor moet het analoge signaal
omgezet worden naar een digitaal signaal met een transducer. Signaalanalysetechnieken helpen om
aan bepaalde eigenschappen van het signaal een diagnose toe te wijzen. Voorbeeld: variërende
hartfrequentie wijst op hartfalen.
Stappen meet- en signaalanalyseproces
1. Een meting met sensoren of transducenten zetten het fysische proces om in een elektrisch
signaal die gekalibreerd is aan eenheden van het oorspronkelijke signaal. Wanneer een
sensor tijd- en gebruiksafhankelijk is, zal de sensor voor en/of tijdens de meting moeten
worden gekalibreerd.
2. Voorbewerken van het signaal en de conversie van analoog naar digitaal (bemonstering).
Eventuele bewerkingen zijn:
- Amplificatie: Vergroten amplitude of vermogen van het signaal.
- Filtering: Verwijderen van niet relevant stukken van het signaal.
- Modulatie: Modificatie van de vorm van het signaal om transport over lange afstand
mogelijk te maken of om minder gevoelig te zijn voor stoorsignalen.
- Demodulatie: Omgekeerde proces van modulatie.
3. Analoog digitaal conversie. Hiervoor zijn 3 stappen nodig:
- Op discrete tijdswaarden het analoge signaal vaststellen.
- Kwantisatie (afronden) van de signaalwaarde.
- Omzetten naar binaire code.
4. Voorbewerking om ruissignalen zo veel mogelijk te verwijderen en de eigenschappen van het
echte signaal zo veel mogelijk naar voren te laten komen.
5. Analyse van het signaal.
Internationaal systeem van eenheden
Een eenheid is een fysische grootheid, waardoor het mogelijk is om individuele grootheden van
hetzelfde soort met elkaar te vergelijken.
, Het systeem bestaat uit 7 basiseenheden en andere eenheden die uit de basiseenheden kunnen
worden afgeleid.
Een grootheid is een eigenschap voor een verschijnsel, proces of object. Er zijn 4 groepen
grootheden:
- Scalaire grootheid: Grootheid die alleen een bepaalde waarde heeft. Voorbeeld:
temperatuur.
- Vectorgrootheid: Grootheid met een waarde en een richting. Voorbeeld: snelheid.
- Energie-gerelateerde grootheid: Grootheid gerelateerd aan energie. Voorbeeld: kracht.
- Statische grootheid: Grootheden die niet gerelateerd zijn aan energie. Voorbeeld: lengte.
Statische grootheden die niet afhankelijk zijn van grootte zijn materiaaleigenschappen.
Grootheden zijn verdeeld in verschillende domeinen:
Domein Grootheid Eenheid
Geometrisch Lengte (l) m
Oppervlak (A) m2
Volume (V) m3
Hoek (α) rad (radiaal)
ruimtehoek (Ω) sr (steradiaal)
Elektromagnetisch Stroom (I) A
Stroomdichtheid (J) A/m2
Elektrische lading (Q) C (Coulomb)
Elektrische polarisatie (P) C/m2
Diëlektrische verplaatsing (D) C/m2
Potentiaalverschil (V) V
Elektrische veldsterkte (E) V/m
Magnetische flux (φ) Wb (Weber)
Magnetische veldsterkte (H) A/m
Magnetisatie (M) A/m
Thermisch Temperatuur (ϴ, T) K
Hoeveelheid warmte (Qth) J (Joule)
Warmtestroom (φth) W (Watt)
Mechanisch Lengte (l) m
Rek (S)
Snelheid (v) m/s
Versnelling (a) m/s2
Hoekverplaatsing (ϕ) rad
Hoeksnelheid (ω) rad/s
kracht (F) N (Newton)
Mechanische spanning (T) Pa (Pascal)
Afschuifspanning (τ) Pa
Druk (p) Pa
Krachtmoment (M) Nm
Optisch Lichtstroom (P) lm (lumen)
Lichtenergie (U) lm s
Lichtsterkte (I) cd (candela)
Verlichtingssterkte (E) lux
Helderheid (L) cd/m2
van signalen
Meten van signalen
Netwerkanalyse
Tijdsonafhankelijke netwerkvergelijkingen
Tijdsafhankelijke netwerkvergelijkingen
Overdrachtsfunctie
OpAmp versterker
Meetfouten
Verwerken van signalen
Fourieranalyse
Filters
Vensters
,Meten van signalen
Signalen opvangen in of uit het lichaam geeft inzicht in het functioneren van het lichaam. Deze
signalen moet via een sensor omgezet worden naar een bruikbare vorm. Een signaal is de
beschrijving van een fysische proces van (een deel van) het lichaam.
Meten: Observeren van een object of verschijnsel om daar een getal toe te wijzen met een
bestaande eenheid. Het gaat niet alleen om het getal, maar ook de nauwkeurigheid hiervan.
Tussen het theoretische model en de werkelijkheid zit altijd een verschil, omdat:
1. Het model is ontoereikend. Het bevat niet alle eigenschappen of is gebaseerd op
vereenvoudigde aannames.
2. Meting bevat fouten. Bijvoorbeeld door stoorsignalen of onnauwkeurigheid.
Het meten van signalen vereist niet alleen kwalitatief goede instrumenten en technische
vaardigheden, maar ook een kritische houding.
De computer kan met grote nauwkeurigheid signalen analyseren. Hiervoor moet het analoge signaal
omgezet worden naar een digitaal signaal met een transducer. Signaalanalysetechnieken helpen om
aan bepaalde eigenschappen van het signaal een diagnose toe te wijzen. Voorbeeld: variërende
hartfrequentie wijst op hartfalen.
Stappen meet- en signaalanalyseproces
1. Een meting met sensoren of transducenten zetten het fysische proces om in een elektrisch
signaal die gekalibreerd is aan eenheden van het oorspronkelijke signaal. Wanneer een
sensor tijd- en gebruiksafhankelijk is, zal de sensor voor en/of tijdens de meting moeten
worden gekalibreerd.
2. Voorbewerken van het signaal en de conversie van analoog naar digitaal (bemonstering).
Eventuele bewerkingen zijn:
- Amplificatie: Vergroten amplitude of vermogen van het signaal.
- Filtering: Verwijderen van niet relevant stukken van het signaal.
- Modulatie: Modificatie van de vorm van het signaal om transport over lange afstand
mogelijk te maken of om minder gevoelig te zijn voor stoorsignalen.
- Demodulatie: Omgekeerde proces van modulatie.
3. Analoog digitaal conversie. Hiervoor zijn 3 stappen nodig:
- Op discrete tijdswaarden het analoge signaal vaststellen.
- Kwantisatie (afronden) van de signaalwaarde.
- Omzetten naar binaire code.
4. Voorbewerking om ruissignalen zo veel mogelijk te verwijderen en de eigenschappen van het
echte signaal zo veel mogelijk naar voren te laten komen.
5. Analyse van het signaal.
Internationaal systeem van eenheden
Een eenheid is een fysische grootheid, waardoor het mogelijk is om individuele grootheden van
hetzelfde soort met elkaar te vergelijken.
, Het systeem bestaat uit 7 basiseenheden en andere eenheden die uit de basiseenheden kunnen
worden afgeleid.
Een grootheid is een eigenschap voor een verschijnsel, proces of object. Er zijn 4 groepen
grootheden:
- Scalaire grootheid: Grootheid die alleen een bepaalde waarde heeft. Voorbeeld:
temperatuur.
- Vectorgrootheid: Grootheid met een waarde en een richting. Voorbeeld: snelheid.
- Energie-gerelateerde grootheid: Grootheid gerelateerd aan energie. Voorbeeld: kracht.
- Statische grootheid: Grootheden die niet gerelateerd zijn aan energie. Voorbeeld: lengte.
Statische grootheden die niet afhankelijk zijn van grootte zijn materiaaleigenschappen.
Grootheden zijn verdeeld in verschillende domeinen:
Domein Grootheid Eenheid
Geometrisch Lengte (l) m
Oppervlak (A) m2
Volume (V) m3
Hoek (α) rad (radiaal)
ruimtehoek (Ω) sr (steradiaal)
Elektromagnetisch Stroom (I) A
Stroomdichtheid (J) A/m2
Elektrische lading (Q) C (Coulomb)
Elektrische polarisatie (P) C/m2
Diëlektrische verplaatsing (D) C/m2
Potentiaalverschil (V) V
Elektrische veldsterkte (E) V/m
Magnetische flux (φ) Wb (Weber)
Magnetische veldsterkte (H) A/m
Magnetisatie (M) A/m
Thermisch Temperatuur (ϴ, T) K
Hoeveelheid warmte (Qth) J (Joule)
Warmtestroom (φth) W (Watt)
Mechanisch Lengte (l) m
Rek (S)
Snelheid (v) m/s
Versnelling (a) m/s2
Hoekverplaatsing (ϕ) rad
Hoeksnelheid (ω) rad/s
kracht (F) N (Newton)
Mechanische spanning (T) Pa (Pascal)
Afschuifspanning (τ) Pa
Druk (p) Pa
Krachtmoment (M) Nm
Optisch Lichtstroom (P) lm (lumen)
Lichtenergie (U) lm s
Lichtsterkte (I) cd (candela)
Verlichtingssterkte (E) lux
Helderheid (L) cd/m2
