13 Билет

Инструментальные и методические погрешности

В зависимости от источника возникновения погрешности измерений делятся на методические, инструментальные .

Инструментальными (приборными или аппаратурными) погрешностями называются такие, которые принадлежат данному средству измерений, могут быть определены при его испытаниях и занесены в его паспорт. Эти погрешности обусловлены конструктивными и технологическими недостатками средств измерений, а также следствием их износа, старения или  неисправности.  Однако, кроме инструментальных погрешностей, при измерениях возникают еще и такие погрешности, которые не могут быть приписаны данному прибору, не могут быть указаны в его паспорте и называются методическими, т.е. связанными не с самим прибором, а с методом его использования.

Методическая погрешность обусловлена несовершенством метода измерений или упрощениями, допущенными при измерениях. Так, она возникает из-за использования приближенных формул при расчете результата или неправильной методики измерений. Выбор ошибочной методики возможен из-за несоответствия (неадекватности) измеряемой физической величины и ее модели.

Причиной методической погрешности может быть не учитываемое взаимное влияние объекта измерений и измерительных приборов или недостаточная точность такого учета. Например, методическая погрешность возникает при измерениях падения напряжения на участке цепи с помощью вольтметра, так как из-за шунтирующего действия вольтметра измеряемое напряжение уменьшается. Механизм взаимного влияния может быть изучен, а погрешности рассчитаны и учтены.

Эталон напряженности электрического поля 30-1000 МГц

Эталон напряженности электрического поля в диапазоне 30 - 1000 МГц использует метод эталонной антенны-полуволнового диполя. характеристики реальной конструкции близки к расчетной модели; простая связь измеряемой электрической величины на выходе антенны (тока или напряжения) с измеряемым вектором электрического поля, хорошие поляризационные характеристики. напряженность электрического поля устанавливается на основе расчетных параметров диполя, а также измерений напряжения или тока в диполи. Упрощенная структурная схема эталона приведена на рисунке.

Коэффициент гармоник и его измерения

Коэффициент гармоник — величина, выражающая степень нелинейных искажений устройства (усилителя идр.), равная отношению среднеквадратичного напряжения суммы высших гармоник сигнала к напряжениюпервой гармоники при воздействии на вход устройства синусоидального сигнала. Коэффициент гармоник также как и КНИ выражается в процентах. Коэффициент гармоник (KГ) связан с КНИ \ Коэффицие́нт нелине́йных искаже́ний \(KН) соотношением : 

/////Коэффициент гармоник — величина, выражающая степень нелинейных искажений устройства (усилителя,аудио видео ресивера,dvd плеера, домашнего кинотеатра звукового проектора, музыкального центра и др.), равная отношению среднеквадратичного напряжения суммы высших гармоник сигнала к напряжению первой гармоники при воздействии на вход устройства синусоидального сигнала. Коэффициент гармоник так же как и КНИ выражается в процентах.   Разница в восприятии слухом нелинейных (или гармонических) искажений разного порядка, а также отличий в чувствительности слуха на разных частотах, приводит к определенным неудобствам при  оценке качества акустических колонок по уровню коэффициента нелинейных искажений.////

Измерителей коэффициента гармоник обычно нет в радиотехнических кружках школ и внешкольных учреждений. Поэтому искажения, вносимые усилителем в сигнал, оценивают по упрощенной методике, используя для этого любой низкочастотный осциллограф. В этом случае измерения начинают со снятия амплитудной характеристики усилителя — зависимости выходного напряжения Uвых усиливаемого сигнала частотой 1000 Гц от входного напряжения UВХ при постоянной нагрузке RH, равной сопротивлению ее эквивалента R9. Численное значение коэффициента гармоник Кг усилителя ЗЧ можно измерить с помощью заградительного фильтра L1C1C2 (рис. 106), настроенного на основную частоту 1000 Гц, который включают между выходом усилителя, нагруженного на эквивалент нагрузки R9, и вольтметром переменного тока PU. Катушку L1 этого фильтра, содержащую 290 витков провода ПЭВ-2, наматывают на ферритовом кольце 2000НМ типоразмера К20х12х6 с помощью челнока. Конденсаторы С1 и С2 фильтра типа МБМ или КБ.

Сначала переключатель S устанавливают в положение 1, соответствующее отключенному фильтру, и вольтметром PU измеряют напряжение Uвых. Допустим, UВЬ1Х равно 3 В (3000 мВ). Затем, переведя переключатель S в положение 2, включают заградительный фильтр и измеряют напряжение гармоник Uг. Предположим, что это напряжение будет 70 мВ. Коэффициент гармоник Кг подсчитывают по приведенной ранее приближенной формуле:

 

По такой методике можно с достаточной точностью измерить чувствительность, выходную мощность и коэффициент гармоник практически любого усилителя ЗЧ. Для стереофонического усилителя параметры каждого канала измеряют раздельно, сравнивают и, если надо, выравнивают соответствующим подбором деталей и режимов работы транзисторов.