Mittaustekniikka
Mittaustekniikka
Mittaustekniikka
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Mittaustekniikan<br />
uudet tuulet:<br />
<strong>Mittaustekniikka</strong><br />
Heimo Ihalainen<br />
TTY/MIT<br />
Mittaus- ja informaatiotekniikka/Heimo Ihalainen
Sisältö<br />
• Mittaamisen tarkoitus ja perusta<br />
• Mittauksen arvo<br />
• Mittausketjun käsitteet<br />
• Anturitekniikka<br />
• Mittausinformaatiotekniikka<br />
• Esimerkki: kuvaan perustuva mittaus<br />
Mittaus- ja informaatiotekniikka/Heimo Ihalainen
Mittaamisen tarkoitus<br />
• Kerätään informaatiota reaalimaailmasta<br />
tiedon muodostamaan virtuaalimaailmaan<br />
reaalimaailma<br />
mittaus<br />
tiedon muodostama<br />
virtuaalimaailma<br />
• Vastaa aistien tehtävää elävillä olennoilla<br />
Mittaus- ja informaatiotekniikka/Heimo Ihalainen
Mittaamisen perusta<br />
• Perustuu olemassa olevan maailman<br />
ymmärtämiseen<br />
– fysiikan lait, biologiset olennot, yksilöt,<br />
osajärjestelmien toiminta ja kytkeytyminen<br />
kokonaisuudeksi, ym.<br />
• Vaatii virtuaalimaailman osaamista<br />
– logiikka, numerot ja luvut, matematiikka, dataanalyysi,<br />
informaatioteoria, mallinnus, ym.<br />
• Tulokset liitetään olemassaolevaan tietoon<br />
Mittaus- ja informaatiotekniikka/Heimo Ihalainen
Mittauksen arvo<br />
• Perinteinen kuvaus ’mittausvirhe’<br />
– systemaattinen virhe – poistetaan kalibroinnin avulla<br />
– mittausepävarmuus (satunnaisvirhe) = laadun mitta<br />
• Syventävä kuvaus ’mittausinformaatio’<br />
– mittaus on sitä parempi, mitä enemmän se antaa<br />
informaatiota mittauksen kohteesta<br />
• Realistinen kuvaus ’hyöty’<br />
– mittaus on sitä parempi, mitä enemmän siitä on hyötyä<br />
siinä tehtävässä, jossa sitä käytetään<br />
Mittaus- ja informaatiotekniikka/Heimo Ihalainen
Mittausketju<br />
• Perinteinen kuvaus<br />
häiriöt<br />
häiriöt<br />
häiriöt<br />
häiriöt<br />
suure<br />
mittausanturi<br />
signaali<br />
muunnin<br />
(modulaatio) signaali<br />
siirtotie<br />
(informaatio) signaali<br />
muunnin<br />
mittaus<br />
(demodulaatio)<br />
• Mittausinformaatiokuvaus<br />
suure<br />
häiriöt<br />
mittausanturi<br />
anturi<br />
data<br />
datan käsittely<br />
ja analyysi<br />
informaatio<br />
Mittaus- ja informaatiotekniikka/Heimo Ihalainen
Anturitekniikka<br />
• Antureiden rakentaminen<br />
Kohteen fysikaalinen<br />
tai kemiallinen suure,<br />
ominaisuus, tai tila<br />
Anturin<br />
tuntoelin<br />
Tuntoelimen<br />
lukuelektroniikka<br />
Sähköinen<br />
signaali<br />
Anturin kotelo<br />
• Antureiden soveltaminen<br />
– sovittaminen mitattavaan kohteeseen, häiriöiden<br />
minimointi, tulosten ymmärtäminen ja tulkinta<br />
Mittaus- ja informaatiotekniikka/Heimo Ihalainen
Mittausinformaatiojärjestelmä<br />
• Mittaus on osa kokonaisuutta<br />
uuden tiedon hankinta<br />
yleinen<br />
tieto<br />
Ennakko Ennakko<br />
tieto tieto<br />
mittaus<br />
Mittausdata<br />
Mittausdata<br />
dataanalyysi<br />
Informaatio<br />
Informaatio<br />
päätöksenteko,<br />
esim. optimointi<br />
Päätökset Päätökset<br />
toiminta<br />
• Kokonaisuuden toiminta on tärkeintä<br />
Mittaus- ja informaatiotekniikka/Heimo Ihalainen
Esimerkki: kuvaan perustuva mittaus<br />
• Mittausanturi muodostaa kuvadataa<br />
• Kuvankäsittelyllä muokataan kuva sopivaan<br />
muotoon<br />
• Kuva-analyysillä saadaan haluttu informaatio<br />
kuvasta<br />
• Saadun mittausinformaation laadun määrää<br />
mittausepävarmuus<br />
Mittaus- ja informaatiotekniikka/Heimo Ihalainen
Change language