Выбор параметров объекта, определение требуемой точности и условий измерений, страница 7

Время передачи данных контроллеру. Допустим максимальная скорость передачи 1Мб/сек. Последовательно передаем все байты измеренных значений. При точности 10% и при шкале 20Вт нужно передать что-то типа 0900Е-2 (достаточно двух знаков после запятой, семь-восемь байт в среднем надо передать)  Т_ПЕРм=8/1Е6=8мкс. Примем, что в действительности эта цифра 80мкс.

Время обработки Т_ОБРм=0 можно положить равным нулю т.к. обработку мы проведем позднее, а время записи на диск примем равным нулю, поскольку будем считать, что запись происходит в кэш диска.

Время взаимодействия с оператором тоже рано нулю Т_ПОЛЬЗм=0, поскольку не предусматривалось алгоритмом измерений участие пользователя.

Итого общее время измерения мощности равно

Т_åМ=Т_ОРГм+Т_ИЗМм+Т_ПЕРм+Т_ОБРм+Т_ПОЛЬЗм=10мкс+15с+80мкс+0++0=15.00009с.

Как видим, самый главный вклад в суммарное время измерение мощности вносит собственно сам процесс измерения. Таким образом, время измерения мощности равно 15секунд.

При проведении серии из 20-30 измерений согласно методике получаем общее время измерения мощности Т= Т_åМ*(20…30)=300…450 секунд или 5…7.5 мин.

Определим время измерения частоты.

Очевидно, основное отличие от времени измерения мощности будет заключаться в Т_ИЗМ. Для электронно-счетного частотомера, применяемого в схеме, это значение может колебаться в среднем от 3.5 до 5 секунд. Тогда общее время измерения частоты

Т_åЧ=Т_ОРГч+Т_ИЗМч+Т_ПЕРч+Т_ОБРч+Т_ПОЛЬЗч=10мкс+4с+80мкс+0++0=4.00009с.

Таким образом, время измерения частоты в среднем в 3-4 раза меньше времени измерения мощности и в методике измерения можно конкретизировать с учетом этого значения. Три раза измеряем частоту при одном разе измерения мощности.

Определение времени измерения напряжения и тока.

Время установления показаний вольтметра в целом совпадает со временем измерения частотомера, поэтому примем, что

Т_åВ =Т_åЧ=4с.

Оценим общее быстродействие системы.

Полное время измерения системы параметров определяется совокупным временем измерения каждого параметра, а также дополнительными затратами на подключение магнетрона t_ПОДКЛ и общую обработку информации t_ОБЩ.

Время подключения определяется сложностью этой процедуры (габариты, удобство разъемов и др.). Примем это время равным t_ПОДКЛ=5 минутам.

Время обработки информации представляет собой время, требуемое компьютеру для вычисления всех расчетных параметров и печать полученных результатов. Скорость печати в этом случае является определяющей. Пусть t_ОБЩ=1 минута.

Учтем также, что совокупное время измерений определяется только временем измерения мощности, поскольку значения частоты, напряжения и тока мы измеряем в промежутках между измерениями мощности.

Тогда

Т_ПОЛН== Т + t_ПОДКЛ + t_ОБЩ=5 мин+5мин+1мин=11мин.

Время измерения всех параметров одного магнетрона составляет таким образом 11 минут.

2.5. Оценка точности.

В рассматриваемой структурной схеме можно выделить несколько источников погрешностей, вносящих в измеряемые величины определенную степень неточности. Все эти неточности необходимо устранить программно (т.е. компьютер будет преобразовывать данные для учета этих погрешностей), или на этапе измерений с помощью приборов (этот путь наиболее худший, поскольку приборы имеют автоматику, они автокалибруются и прочее).

2.5.1. Погрешность измерения частоты.

В рассматриваемой структурной схеме измерительной системы погрешность измерения частоты состоит только из инструментальной погрешности, поскольку в методике измерения нет каких-либо действий, влияющих на изменение частоты: мы просто отвели часть энергии магнетрона на частотомер с помощью щелевого делителя и все.

Пределы допускаемой основной погрешности измерения непрерывных сигналов

d_НГ=±(d₀+1/(f_Xt_СЧ)), где d₀=±1.5Е-7 - погрешность внутреннего кварцевого генератора за год, f_X- измеряемая частота, t_CЧ - время счета (время измерений в секундах).

Имеем, частота генерации магнетрона f_X =3ГГц;