mittausketjuissa

Mittausketjuissa tarkoitetaan järjestelmää, jonka kautta mitattava fysikaalinen suure muuttuu signaaliksi, joka voidaan tallentaa ja analysoida. Ketju alkaa mittauskohteesta tai sensorista, joka muuntaa fysikaalisen ilmiön elektroniikaksi tai optiseksi signaaliksi. Tämän jälkeen signaalia käsitellään esikäsittelyllä, mahdollisella kompensoinnilla, suojauksella ja vahvistuksella ennen analogista tai digitaalisia muunnoksia.

Rakenteeltaan mittausketju koostuu usein useista vaiheista: sensorit tai muuntimet, esikäsittelylaitteet (suodattimet, kompensaatiot, lämpötilakytkennät), vahvistimet sekä analoginen–digitaalinen muunnos tai suoraan digitaalisella prosessoinnilla toimivat järjestelmät. Ketju voi sisältää myös viite- tai kalibrointilaitteita sekä tiedonkeruujärjestelmiä, kuten dataloggereita ja tietokantoja. Jokainen vaihe vaikuttaa kokonais- ja siirtoparametreihin sekä lopulliseen epävarmuuteen.

Epävarmuudet syntyvät muun muassa sensori- ja muunninvirheistä, johdotuksesta, häirinnästä, lämpötilasta, kaapeloinnista ja muunninten lineaarisuudesta. Siksi mittausketjuja suunnitellaan ja valvotaan siten, että epävarmuus minimoidaan ja tulokset ovat jäljitettävissä standardeihin. Kalibrointi, huolto ja dokumentointi ovat keskeisiä osia ketjun hallintaa, ja epävarmuuslaskenta noudattaa yleensä ISO–GUM- periaatteita ja viranomaissäädöksiä.

Käytännössä mittausketjut ovat keskeisiä laboratorioissa, teollisuudessa ja kenttämittauksissa. Esimerkkinä voidaan mainita jännitemittausketju, jossa anturi, vahvistin, AD-muunnin ja tallennuslaite muodostavat kokonaisuuden, jonka avulla mitattu suure voidaan tulkita luotettavasti.