или	X к	с	коэффициентом	передачи	kк,	причем	Yк = kкF ,	а
X к = kкF . Если корректирующее воздействие Yк '						суммируется с выходной
величиной преобразователя П Y ′				(рис. 1.14б),	то выходная величина ИП Y
равна
			Y =Y ′−Yк = KX ± (kПF − kкF )
и не зависит от влияющей величины при kП = kк , т.к.							в этом случае
Y = KX	и,	следовательно, аддитивная погрешность преобразователя						П
скорректирована.			Если корректирующее воздействие X к				суммируется	с
входной величиной X (рис. 1.14в), то выходная величина ИП равна
			Y = K ( X − X к) ± a = K X − K kкF ± kП F .

Как видно из функции преобразования ИП его выходная величина не будет зависеть от влияющей величины при выполнении условия настройки kк = kП / K , а само компенсирующее воздействие X к пропорционально аддитивной погрешности преобразователя П.

Рисунок 1.14

32

Аддитивную коррекцию наиболее удобно применять в быстродействующих средствах измерений, т.к. звенья, осуществляющие коррекцию погрешности, обладают высоким быстродействием. Поэтому в таких случаях осуществляется, как правило, коррекция погрешности по мгновенным значениям.

Мультипликативная коррекция осуществляется изменением коэффициента преобразования входной величины X в выходную величину Y с помощью корректирующей величины, пропорциональной погрешности. Для обеспечения мультипликативной коррекции в составе средства измерений должно быть звено с управляемым коэффициентом передачи – управляемое звено (УЗ), включенное последовательно с ИП. Структурные схемы, реализующие мультипликативную коррекцию, приведены на рис. 1.15.

Рисунок 1.15 Пусть корректирующий преобразователь П (рис. 1.14а) имеет

мультипликативную погрешность ± M , вызванную влияющей величиной F ,

причем M = kПF . Тогда функция преобразователя П имеет вид

Y ′ = K X ± kП F ,

а выходная величина ИП описывается выражением

Y= (K X ± kП F )kк ,

вкотором значение kк пропорционально корректирующему воздействию

Yк (рис. 1.15а) или X к (рис. 1.15б). Условие настройки ИП, при котором

33

входная величина ИП не зависит от влияющей величины, имеет вид kк = K /(K + kП ) .

Мультипликативную коррекцию погрешности применяют в измерительных преобразователях, во-первых, с преобладающей мультипликативной погрешностью и, во-вторых, при измерении медленно изменяющихся входных величин.

При логометрической коррекции осуществляется деление выходной величины П Y1 на корректирующий сигнал Yк , зависящий от влияющей величины F , так же как и выходная величина П. В таком случае частное от деления указанных величин не зависит от влияющей на ИП величины F . Способ осуществления логометрической коррекции отражен на рис. 1.16, где ДУ - делительное устройство. Если корректируемый преобразователь П (рис. 1.14а) имеет погрешность от нелинейной функции

Рисунок 1.16

преобразования ± (F), вызванную влияющей величиной F , то его функция

преобразования имеет вид

Y ′ = kП X [1 + (F )] ,

а выходная величина ИП описывается выражением
Y =	Y ′	= kП X [1 ± (F)]			= K X
	Y	k	к	[1 ± (F )]
	к

и не зависит от влияющей величины F . Такая коррекция обычно применяется для уменьшения погрешности от нелинейности функции преобразования, а так

34

же и в тех случаях, когда аддитивная и мультипликативная составляющие погрешности ИП соизмеримы.

Из рассмотренных реализацией способов введения корректирующего воздействия видно, что коррекция погрешности обеспечивается за счет структурной избыточности средства измерений, т.е. за счет введения в него дополнительных узлов.

35

Раздел 2. Аналого-цифровые преобразователи величин частотновременной группы

2.1. Аналого-цифровое преобразование измеряемой величины

Под АЦП будем понимать измерительный преобразователь, осуществляющий измерительное преобразование непрерывной величины в кодовый сигнал.

Стимулом для разработки первых электрических АЦП стало создание управляющих систем на основе первых ЭЦВМ. Однако, когда они были созданы их применение этим не ограничивалось. Высокое быстродействие открыло для АЦП ряд новых областей применения, в том числе – цифровые измерительные приборы. Аналого-цифровые преобразователи является основным узлом цифровых измерительных приборов (ЦИП), осуществляя преобразование непрерывной величины в дискретную величину с последующим преобразованием дискретной величины в код.

В процессе аналого-цифрового преобразования осуществляется сопоставление значений измеряемой величины и величины воспроизводимой мерой. Рассмотрим два наиболее распространенных варианта сопоставления.

Первый вариант – значение измеряемой величины много больше размера единичной меры. В этом случае необходимо иметь достаточное для измерения количество единичных мер или при наличии одной единичной меры иметь возможность многократно суммировать воспроизводимую ей величину. Первоначально сравнивают измеряемую величину с единичной мерой. Если значение измеряемой величины больше размера меры, то к последней добавляют еще одну единичную меру и снова осуществляют операцию сравнения и так до тех пор, пока на ( Nx +1) шаге суммарное значение,

воспроизводимое единичными мерами не будет больше значения измеряемой величины. Результатом измерения будет суммарное значение, воспроизводимое

36