8. Cấu trúc luận án
3.1 Phân tích các sai số và độ khơng đảm bảo đo của hệ thống đo vận tốc nguồn
nguồn nhiệt bằng bức xạ hồng ngoại
Một số giả thiết sau được coi là đúng, mà vẫn khơng làm ảnh hưởng quá lớn đến tính ứng dụng của bài tốn:
(i) Vận tốc nguồn nhiệt khơng đổi khi di chuyển qua trường nhìn của các cảm biến. Nguồn nhiệt di chuyển vuơng gĩc với hai trục quang của hai cảm biến.
(ii) Gĩc FOV của hai mơ-đun cảm biến là như nhau. Các gĩc FOV được đề
cập ở đây là các gĩc khối (xem mục 2.1).
(iii) Hệ biến đổi tín hiệu cho hai mơ-đun cảm biến là như nhau.
Theo đĩ, trong điều kiện lý tưởng, hai tín hiệu đầu ra của hai mơ-đun cảm biến là tương tự nhau, chỉ dịch pha nhau 1 lượng thời gian η cần xác định.
nh 1 Tổng quan kiến trúc hệ đo vận tốc nguồn nhiệt sử dụng hai mơ-đun cảm biến PIR
Vận tốc nguồn nhiệt được xác định bằng:
trong đĩ, d – khoảng cách giữa hai trục quang song song của hai mơ-đun cảm biến PIR, η– thời gian trễ của hai chuỗi thời gian – tương ứng hai tín hiệu đầu ra của hai mơ-đun cảm biến.
Theo cơng thức (3.1), đại lượng vận tốc v được xác định gián tiếp qua hai đại lượng d và η. Như vậy, sai số trong phép đo vận tốc v được cấu thành từ sai số của đại lượng khoảng cách giữa hai quang trục d và sai số trong việc xác định độ trễ η
định và hiệu chỉnh các sai số thành phần này đã được đề xuất, khi đĩ ta cần quan tâm đến độ khơng đảm bảo đo của phép đo này. Cụ thể, độ khơng đảm bảo đo cho đại lượng v là kết hợp từ độ khơng đảm bảo đo của hai đại lượng d và η [41]. Ký hiệu u(.) – độ khơng đảm bảo đo của một đại lượng độc lập; uc(.) – độ khơng đảm bảo đo kết hợp của một đại lượng được xác định thơng qua một số đại lượng độc lập.
√() ( )
Hay
( ) ( )
Từ phương trình (3.3), cĩ thể thấy sự phụ thuộc của độ khơng đảm bảo đo
uc(v) vào u(d) và u(η). Hình 3.2 mơ tả sự phụ thuộc của độ khơng đảm bảo đo tương đối của phép đo vận tốc (δv = uc(v)/v) vào độ khơng đảm bảo đo tương đối của độ song song giữa hai mơ-đun quang trục (δd = u(d)/d), với các điều kiện mơ phỏng: Tần số lấy mẫu fs = 4000 Hz, khoảng cách giữa hai trục của hai mơ-đun cảm biến PIR: d = 1 m, dải vận tốc của đối tượng quan sát 20 km/h (≈ 5,5 m/s) ÷ 100 km/h (≈ 27,7 m/s). Ở đây, một số đánh giá sơ bộ cĩ thể được đưa ra trong điều kiện mơ phỏng nĩi trên, để δv khơng vượt quá 3% trong dải vận tộc nĩi trên, δη ở mức 4/fs, thì độ khơng đảm bảo đo độ song song giữa hai quang trục của hai mơ-đun cảm biến PIR δd phải khơng vượt quá 2 %.
nh 2 Sự phụ thuộc của độ khơng đảm bảo đo tương đối của vận tốc vào độ