22. Характеристики средств измерений и их нормирование.

Несмотря на разнообразие средства измерений имеют некоторые общие свойства. Это позволяет сопоставлять их между собой. Свойства средств измерений описывают комплексом метрологических характеристик. К ним относятся: Функция преобразования (статическая характеристика прибора). Она устанавливает функциональную зависимость между информативными параметрами входного и выходного сигнала средства измерений. Чувствительность средства измерений – отношение приращения выходного сигнала Δ_x к приращению входного сигнала Δ_y . S=lim Δ_x/Δ_y=dx/dy.(7.1) При нелинейной статической характеристике преобразования чувствительность зависит от х, при линейной она постоянна. У измерительных приборов с постоянной чувствительностью шкала равномерная, т.е. длина всех делений шкалы одинакова. Величина, обратная чувствительности, называется постоянной прибора – С. C=1/S (7.2) Порог чувствительности – наименьшее изменение входной величины, обнаруживаемое данным средством измерений. Диапазон измерений – область значений измеренной величины, для которой погрешность измерений не превышает установленных норм. Диапазон может быть разбит на поддиапазоны. Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная начальным и конечным. Цена деления шкалы – величина, определяемая разностью значений двух соседних отметок шкалы. Для цифровых приборов указывают цену единицы младшего разряда. Входное полное сопротивление Z_вх – определяет мощность, потребляемую средством измерения от объекта. Выходное полное сопротивление Z_вых средства измерения. Характеризует допустимую нагрузку на измерительный прибор. Погрешности средств измерений разделяют на приведенные и абсолютные; основные и дополнительные; систематические и случайные; аддивные и мультипликативные; типа и экземпляра измерительного средства. Динамическая характеристика – определяет инерционные свойства прибора. Сведения о метрологических характеристиках приводятся в нормативно-технической документации на средства измерений. Наиболее важные указывают на самих приборах. Установление номинальных значений и границ допускаемых отклонений реальных метрологических характеристик средств от их номинальных значений называется нормированием метрологических характеристик.

23. Сигналы измерительной информации.

В средствах измерений передача, хранение и отображение информации о значениях измеряемых величин осуществляется посредством сигналов. Их принято называть сигналами измерительной информации. Любой сигнал определяется рядом параметров. Один из параметров сигнала измерительной информации функционально связан с измеряемой величиной. Такой параметр называют информативным. 1. Непрерывные (аналоговые) по информативному параметру и во времени сигналы, например постоянные или гармонические токи и напряжения (рис. 7.2.б,в,г,д). Для постоянных токов I и напряжений U (рис. 7.2 б) информативными параметрами являются их мгновенные значения I(t), U(t), функционально связанные с измеряемой величиной А. На рис. 7.2.б приведен график тока или напряжения, связанных с измеряемой величиной А зависимостью I=K·A или U=K·A , К – коэффициент преобразования. В гармонических сигналах информативными параметрами могут быть максимальная амплитуда U_m (амплитудное значение), угловая частота ω или начальная фаза φ. Измерение информативного параметра в соответствии с измеряемой величиной называют модуляцией сигнала. Соответственно информативным параметрам, различают амплитудную, частотную или фазовую модуляции (рис. 7.2 в,г,д). 2. Непрерывные по информативному параметру и дискретные по времени сигналы (рис. 7.2 е.). Такой сигнал представляет последовательность значений информативного параметра, определимых в моменты t_i. В реальных средствах это периодическая последовательность импульсов, у которых информативным параметром может быть амплитуда (рис. 7.2. ж), частота (рис. 7.2 з), или длительность (рис. 7.2 и) импульсов. Соответственно различают амплитудно-импульсную (АИМ), частотно-импульсную (ЧИМ) и широтно-импульсную (ШИМ) модуляцию. 3. Сигналы непрерывные по времени и квантованные (дискретные) по информативному параметру (уровню) приведены на рис. 7.2 к. Такие сигналы формируются на выходе ЦАП. Информативный параметр этих сигналов может принимать только разрешенные уровни (кванты) Δ_y. 4. Сигналы дискретные по времени и по информативному параметру. Теоретическая модель такого сигнала приведена на рис. 7.2 л. Если каждому уровню такого сигнала поставить в соответствие кодовую комбинацию, то получим кодово-импульсную модуляцию (КИМ). Такие сигналы формируются на выходе АЦП (рис. 7.2 м).