Средства измерений прямого преобразования

Структурная схема средства измерений прямого преобразования показана на рис. 1.1, где П1, П 2, Пn — звенья; х1, x2, ., хп — информативные параметры сигналов. В дальнейшем при математическом анализе информативные параметры будут именоваться сигналами или величинами.

Рис. 1.1. Структурная схема средства измерений прямого преобразования

Как видно из рис. 1.1, входной сигнал х последовательно претерпевает несколько преобразований и в конечном итоге на выходе получается сигнал хп.

Для измерительного прибора сигнал хп получается в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, например в виде отклонения указателя отсчетного устройства. Для измерительного преобразователя сигнал х„ получается в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и

(или) хранения.

Примером электроизмерительного прибора, имеющего структурную схему прямого преобразования, может быть амперметр для измерения больших постоянных токов. В этом приборе измеряемый ток вначале с помощью шунта преобразуется в падение напряжения на шунте, затем в малый ток, который измеряется измерительным механизмом, т. е. преобразуется в отклонение указателя.

Чувствительность (коэффициент преобразования) средства измерений, имеющего структурную схему прямого преобразования,

S= =….=k1,k2….kn (1.1)

где k1 =; k2 =;…….; kn = - коэффициенты преобразования отдельных звеньев. При нелинейной функции преобразования чувствительность и коэффициенты преобразования зависят от входного сигнала.

Мультипликативная погрешность возникает при изменении коэффициентов преобразования. С течением времени и под действием внешних факторов коэффициенты k1, k2 .kn могут изменяться соответственно на Δk1, Δk2,… , Δkn. При достаточно малых изменениях этих коэффициентов можно пренебречь членами второго и большего порядка малости, и тогда относительное изменение чувствительности

ΔS/S = Δkl/kl+Δk2/k2 + .+Δkn/kn. (1.2)

Изменение чувствительности приводит к изменению выходного сигнала на Δхп=(S+ΔS)x-Sx=ΔSx. Этому изменению выходного сигнала соответствует абсолютная погрешность измерения входной величины

Δхп= Δхп /S= xΔS/S. (1.3)

Как видно из выражения (1.3), погрешность, вызванная изменением чувствительности, является мультипликативной. Относительная мультипликативная погрешность измерения δм = = ΔS/S.

Аддитивная погрешность вызывается дрейфом «нуля» звеньев, наложением помех на полезный сигнал и т. д., приводящих к смещению графика характеристики преобразования i-го звена на Δxoi, как показано на рис. 1.2. Аддитивную погрешность можно найти, введя на структурной схеме после соответствующих звеньев дополнительные внешние сигналы Δхо1, Δхо2,….,

Δх0п, равные смещениям характеристик преобразования звеньев.

Рис. 1.2. Характеристика преобразования звена

Для оценки влияния этих дополнительных сигналов пересчитаем (приведем) их к входу структурной схемы. Результирующее действие всех дополнительных сигналов равно действию следующего дополнительного сигнала на входе:

Δx0 = Δx01/k1+ Δx02/(k1k2)+ . + Δx0n/(k1k2 .kn). (1.4)

Результирующая аддитивная погрешность равна Δхо. Таким образом, как следует из (1.2) и (1.3), в средствах измерений, имеющих структурную схему прямого преобразования, происходит суммирование погрешностей, вносимых отдельными звеньями, и это затрудняет изготовление средств измерений прямого преобразования с высокой точностью.

Другие публикации

Блок управления контактором
Целью данной работы является разработка блока управления контактором предназначенного для работы в сетях как постоянного, так и переменного тока. Для работы вакуу ...

История развития телефона и телефонной связи
Наряду с совершенствованием проволочного телеграфа в последней четверти XIX века появился телефон. В начале 60 - х годов XIX века И.Ф. Рейс сконструировал телефо ...

Меню

Copyright @2020, TECHsectors.ru.