Название: Метрология - Сергеев А.Г.

Жанр: Маркетинг

Рейтинг:

Просмотров: 2177

Систематические составляющие погрешности СИ определяются в результате детального анализа процессов, протекающих в каждом из блоков, и, как правило, выражаются допустимыми границами. Считается, что они имеют равномерное распределение. В этом случае суммарную систематическая погрешность

где k — коэффициент, определяемый по табл. 8.4 или 8.5; qj, zci — пределы допускаемых систематических погрешностей блоков, образующих мультипликативную и аддитивную составляющие погрешности.

Суммарная погрешность СИ определится по правилам суммирования составляющих, приведенных в разд. 8.3. В общем случае Dк = kP[qk + e(Р)] . При перечисленных в табл. 8.6 условиях одной из составляющих можно пренебрегать. Коэффициент kp определяется по табл. 8.7.

На практике погрешности блоков СИ часто задаются допускаемыми границами dri и zri, включающими как систематическую так и случайную составляющие. В этом случае суммарные погрешности блоков целесообразно рассматривать как погрешности, имеющие равномерные распределения в заданных границах, и складывать их статистически. Суммарная погрешность СИ

                     (11.14)

Вычисления погрешностей проводятся для ряда показаний СИ из возможногодиапазона измерений. При этом необходимо сохранять неизменной доверительную вероятность, принятую при проведении расчетов. Значения у, при которых производится расчет погрешностей, определяются исходя из следующих соображений. В пределах диапазона изменения измеряемой величины не более десятикратного изменение результирующей погрешности может быть с достаточной степенью точности представлено прямой линией или простейшей кривой. Это позволит описать результирующую погрешность линейной или простейшей нелинейной двузвенной формулой. Если изменение измеряемой величины превышает десятикратное, то весь диапазон разбивается на участки, где и определяются крайние погрешности. Значение аддитивной составляющей характеризует результирующую погрешность в начале диапазона, а сумма значений аддитивной и мультипликативной составляющих в конце диапазона описывает результирующую погрешность в конце диапазона. Если участков несколько, то суммирование проводится на всех участках, а затем принимается решение 6 методе описания результирующей погрешности.

7. Производится расчет измерительного канала СИ, уточняется его структурная схема. Это делается при необходимости более полного учета факторов, влияющих на метрологические характеристики средства измерений. Уточнение структурной схемы осуществляется путем введения в нее источников шумов, дрейфов, наводок и т.п. Кроме того, учетиваются неидеальности структурных элементов.

8. На основании проведенного уточнения схемы СИ производится корректировка его ММ или, если это необходимо, построение новой модели.

9. По уточненной модели СИ производится расчет его основной погрешности и необходимых метрологических характеристик.

Приведенный порядок действий может меняться в зависимости от вида СИ. Чем точнее рассчитываемое СИ, тем более сложным будет построение его модели и расчет метрологических характеристик. Значительные сложности могут иметь место при расчете измерительных каналов цифровых СИ, поскольку приходится моделировать процессы дискретизации во времени и квантования по уровню.

Пример 11.6. Проанализируем структурную схему и рассчитаем канал измерительного преобразователя мгновенного значения периодического сигнала в пропорциональное ему постоянное напряжение. Этот преобразователь, дополненный вольтметром постоянного тока, представляет собой прибор для измерения мгновенных значений переменного сигнала. Сфера применения такого преобразователя довольно широка [95].

Преобразователь реализует компенсационный феррометрический метод, суть которого состоит в том, что среднее за период (начиная с момента ti) значение интеграла от производной периодической (с периодом Т) нечетной функции X(t) равно отрицательному мгновенному значению этой функции в момент ti:

   (11.15)

Использование только этой зависимости не дает выигрыша по сравнению с классическим феррометрическим методом [63, 64]. Существенное улучшение метрологических характеристик преобразователя получается, когда в структурную схему, реализующую формулу (11.15), вводится обратная связь. Идеализированная структурная схема такого компенсационного преобразования показана на рис. 11.25. Работой преобразователя управляет устройство управления (УУ), представляющее собой фазовращатель и вырабатывающее управляющие сигналы, которые действуют в течение интервалов времени Dt1 = (ti + nT; ti + (n+1)Т) и Dt2= Dt1 + DТ= (ti + (n+l)T); t + (n+l)T + DT), где DТ £ Т. В интервале Dt3= (ti + (n+1)Т + DТ; ti + (n+2)T) все управляющие сигналы не активны. Следовательно, один цикл работы рассматриваемого СИ состоит из трех тактов Dt1, Dt2 и Dt3  и занимает по времени два периода сигнала X(t).

Первичный преобразователь (ПП) преобразует переменный сигнал X(t) в напряжение uп(t) = Кп dX(t)/dt, где Кп — постоянный коэффициент передачи.

Переменное напряжение uп поступает на вход интегратора И1. Интегрирование производится в течение интервала Dt1, начиная с момента ti. Выходной сигнал суммируется с проинтегрированным аналогичным образом выходным сигналом компенсационного преобразователя un ,(t), полученным на предыдущем (n-1)-м цикле работы. Результирующий сигнал