- •Лекция 5. Измерительные приборы. Метрологические характеристики средств измерений
- •5.1 Измерительные приборы
- •5.2 Метрологические характеристики средств измерений
- •5.21 Мх измерительных приборов
- •5.2.1 Мх аналоговых приборов
- •5.2.3 Мх однозначных и многозначных мер
- •Характеристики однозначной меры
- •5.2.4 Мх измерительных преобразователей
5.2.3 Мх однозначных и многозначных мер
Условные обозначения однозначной и многозначных мер показаны на рисунке 5.3.
|
y |
Установка по аналоговой шкале |
S |
y |
Установка
по дискретной шкале или кодом |
S=q |
y |
а) |
|
|
б) |
|
|
в) |
|
Рисунок 5.3 – Обозначение однозначной (а), многозначной с установкой по шкале (б) и многозначной с установкой кодом (в)
При рассмотрении МХ мер применим тот же подход, что и при рассмотрении МХ приборов (10 позиций).
Характеристики однозначной меры
1 Входной величины очевидно нет.
2 Выходная величина у - воспроизводимая величина (напряжение, частота, индуктивность и т.д.). Нормируется одно номинальное значение. Дополнительными характеристиками выходной величины могут быть следующие:
если выходная величина амплитуда переменного напряжения, то частота, фаза и коэффициент гармоник будут неинформативными параметрами;
если выходная величина частота , то неинформативными параметрами являются амплитуда и другие параметры;
если выходная величина электрическое сопротивление, то должны быть указаны паразитные значения емкости и индуктивности, а так же предельное значение мощности или напряжения.
3 Характеристики чувствительности у однозначной меры очевидно нет.
4 Также нет характеристики согласования по входу.
5 Согласование по выходу. Если воспроизводится электрическое напряжение, то указывается выходное сопротивление или максимальный ток нагрузки.
6 К характеристикам точности воспроизведения относятся: пределы допускаемой абсолютной (или относительной) основной и дополнительных погрешностей.
7 Динамические характеристики.
Мера однозначная, следовательно воспроизводимая величина постоянна, не изменяется. Динамики нет. Если воспроизводится переменное напряжение, то амплитуда и частота не изменяются, изменяется мгновенное значение. Динамическими часто называют частотные свойства мер R, C и L, что не совсем корректно.
8 Характеристики внешних условий нормируются, как у любого средства измерений.
9 Характеристики энергопитания нормируются, если таковые требуются.
Характеристики многозначной меры (магазины R, L, C, генераторы, калибраторы и др.)
1 Характеристики входа.
Установка требуемого значения оператором возможна по аналоговой шкале или с помощью дискретного (цифрового) переключателя. При управлении от ЭВМ на вход поступает десятичный или другой код.
2 Выход характеризуется аналогично выходу однозначной меры.
3 Характеристика чувствительности. Функция воспроизведения, или функция преобразования, имеет вид:
,
где q - цена деления аналоговой шкалы, младшей декады переключателя или младшего разряда кода; N - устанавливаемое цифровое значение.
Ф актически многозначная мера, управляемая цифрой, есть цифро-аналоговый преобразователь, функция преобразования которого графически представлена на рисунке 5.4.
|
у |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
q |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
|
|
N |
Рисунок 5.4 – Функция преобразования цифро-аналогового преобразователя
4 Согласование по входу. Для аналоговой шкалы целесообразно указывать геометрические параметры, которые позволили бы оценить удобство управления оператором, а тем и возможность ошибочной установки, т.е. появление погрешности воспроизведения заданного значения. При управлении от ЭВМ указывается число разрядов, вид кода, основание системы счисления, электрические уровни "единицы" и "нуля" и т.д..
5 Согласование с приемником характеризуют аналогично однозначной мере.
6 Характеристики статической точности.
Обычно используют двучленную формулу так как точность высокая.
Например: ,
где ук - конечное значение воспроизводимой величины; у - установленное (заданное) значение.
В формуле вместо у ставят конкретную величину R, C, U и др.
7 Динамические характеристики.
При скачкообразном изменении управляющего воздействия (установки) изменяется выходная величина, следовательно, возможны динамические процессы. Они могут характеризоваться временем установления tуст, т.е. временем между моментом изменения входной величины и моментом, когда выходная величина примет требуемое значение с заданной точностью (смотри рисунок 5.4).
y |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
tуст |
t |
Рисунок 5.4. Иллюстрация переходного процесса