Название: Метрология - Сергеев А.Г.

Жанр: Маркетинг

Рейтинг:

Просмотров: 2176

            (11.16)

где 0 £ t £ Т; Т1, Т2 — постоянные времени интеграторов И1 и И2. Интегратор И2 (равно как и интегратор И1) осуществляет интегрирование сигнала в течение первого такта работы Dt1. Во втором и третьем тактах работы они оба сброшены управляющим сигналом и их выходные сигналы равны нулю. Это также устраняет погрешность, вносимую дрейфом нуля интеграторов.

Поскольку выходной сигнал данного преобразователя является постоянным (это будет видно из дальнейшего изложения), то при "включении" интегратора И2 в момент ti + nT сигнал un-1(t) можно представить в виде

                                 (11.17)

где Un-1 — значение постоянного напряжения на выходе запоминающего интегратора И4 на предыдущем цикле работы; l[t - (ti - nT)] — единичная функция. При этом выражение (11.16) с учетом (11.17) запишется в виде

Рис. 11.25. Структурная схема компенсационного преобразователя

Данный сигнал действует на входеинтегратора ИЗ в течение первого такта работы Дтг В остальных тактах Дт2 и Дт3 он равен нулю. Сам нее интегратор ИЗ находится в активном, интегрирующем режиме весь второй такт Дт^Д^+ДТ. Следовательно, после интегрирования сигнала uc(t) в течение времени AT сигнал на его выходе будет постоянен и имеет вид

где Т3 — постоянная времени интегратора ИЗ. Интеграл от X(t + ti+ nT) равен нулю при периодической нечетной функции X(t). С учетом этого

                  (11.18)

Из уравнения (11.18) видно, что на выходе интегратора ИЗ формируется сигнал, пропорциональный разности вольт-секундных площадей S2 и S1. Следовательно, сумматор и интегратор ИЗ образуют вычитающее устройство (на рис. 11.25 обведено штриховой линией), формирующее сигнал рассогласования для цепи внутреннего прямого преобразования. Сигнал Up действует на выходе интегратора ИЗ в течение интервала Dt2. В остальную часть (n+1)-го периода (Dt3) он сбрасывается управляющим сигналом и его выходное напряжение равно нулю.

Сигнал рассогласования Up поступает на интегратор И4 в течение второго такта работы Dt2 через открытый ключ Кл. При условии, что коэффициент передачи ключа равен единице, выходное напряжение преобразователя с учетом (11.18) имеет вид "

В установившемся режиме Un-1 = Un, и, значит, их разность равна нулю. Тогда из последнего уравнения следует, что

                                       (11.19)

Таким образом, в установившемся режиме работы выходное напряжение компенсационного преобразователя постоянно и прямо пропорционально мгновенному значению измеряемой физической величины X(ti). Изменяя с помощью УУ моменты времени ti, можно проводить преобразование и последующее измерение любого мгновенного значения исследуемого сигнала X(t).

В уравнение преобразования (11.19) входят только параметры блоков (первичного преобразователя и интегратора И1), стоящих в цепи прямого преобразования до контура компенсационного преобразования, а также интегратора И2, стоящего в цепи обратной связи. Следовательно, погрешность преобразования мгновенных значений X(ti) в постоянное напряжение состоит из погрешности, вносимой первичным преобразователем, и погрешности, связанной с точностью выполнения операций интеграторами И1 и И2. При этом случайная аддитивная погрешность, обусловленная дрейфом нуля на их выходах, практически равна нулю вследствие ключевого режима работы, а погрешность от нестабильности постоянных времени существенно ослаблена.

Запишем уравнение (11.19) в виде

                                                  (11.20)

Уравнение (11.19) или (11.20) является математической моделью рассматриваемого измерительного компенсационного преобразователя. Ска описывает во многом идеализированный измерительный канал и не учитывает неидеальности структурных элементов и влияние факторов zi, которые являются источниками аддитивных погрешностей. В связи с этим суммарная погрешность преобразователя будет содержать только мультипликативные составляющие, обусловленные неточностями задания и нестабильностями периода переменного сигнала Т и постоянных времени Tt, T2, а также неточностью задания коэффициента передачи Кп преобразователя ПП.