Структура процесса измерения. Виды и методы измерений. Классификация средств измерений. Основные характеристики СИ. Классификация погрешностей процесса измерения. Оценка случайных погрешностей измерений, страница 3

9. Структурная схема СИ уравновешивающего преобразования. Чувствительность. Преобразования.

 

                                                                       …

                                                           …                   

а) режим полной компенсации Δх=0

В момент компенсации сигнал на входе СИ не зависит от коэффициента преобразования прямой цепи К.

Аддитивная погрешность обуславливается порогом чувствительности звеньев интегрирующего звена и самого интегратора. Т.о. Увеличение К приводит к уменьшению аддитивной погрешности.

б) режим неполной компенсации  Δх 0

Мультипликативная погрешность

Если , тогда в составляющая входит целиком, а составляющая  ослаблена в раз.

Схема для аддитивной погрешности

 

                                                                 …

                                                            …

           

10.Динамические характеристики СИ. Оценка погрешности в динамическом режиме.

К динамическим характеристикам относят:

·  Дифф.уравнения

·  Передаточные функции

·  Переходные и импульсные функции

·  Частотные хар-ки

Дифф.уравнения:

Погрешности можно оценить, вычитая из неоднородного ДУ уравнение идеального СИ.

Используя оператор Лапласа легко перейти от ДУ к передаточным функциям СИ, заменяя .

1.  Усилитель    2. термопары  

3. генератор    4. интегратор 

6.  дифференциатор

Погрешности по передаточным функциям:

Частотные характеристики:

                                                                                   Импульсная функция

1. 

 

=0

 

2.   

11. Электрические измерительные преобразователи. Шунты. Добавочные сопротивления. Измерительные усилители.

К ним относят масштабные преобразователи: усилители, аттенюаторы, трансформаторы, добавочные сопротивления, шунты, делители напряжения.

Добавочные сопротивления.

Используют для расширения предела измерения по напряжению, добавочное сопротивление включают последовательно измерительному механизму.

. Для большего ослабления увеличивают . Паразитная емкость С_вх уменьшает , предлагается производить шунтирование С_доб. Применяют схему для измерения напряжения до 30кВ постоянного тока и до 30кГц – переменного тока.

Шунты используются для расширения предела измерения по току и включаются параллельно измерительному механизму.

Шунтирующий резистор с частотной  коррекцией расширяет динамический диапазон ИП.

Достоинства: дешевизна, простота в использовании

Недостатки: недостаточно широкий диапазон.

Для увеличения диапазона используют делители:

·  Потенциометры: их недостатки – погрешность дискретизации, недолговечность, низкий ТКС.

·  Декадные делители напряжения: их недостатки – быстрый износ контактов, погрешность дискретизации.

12. Измерительные трансформаторы. Устройство и принцип действия, погрешности.

Для ослабления высоких напряжений и токов рекомендуется использовать трансформаторы.

Эквивалентная схема:

 - индуктивности рассеяния

С₁,С₂ –паразитные емкости

 - индуктивность трансформации

- характеризует потери сердечника

Трансформатор тока:

Работает в режиме, близком короткому замыканию W₁<W₂. Реактивная составляющая проявляется во вторичной обмотке. При переходе в режим хол. хода  при замыкании вторичной обмотки резко увеличивается напряжение, прикладываемое к , что приводит к перегреву транчформатора и увеличению гистерезисных потерь.

Трансформатор напряжения:

Работает в режиме, близком холостому ходу W₁ >W₂ . В режиме хол. хода влияние R₂ невелико, влияние  зависит от тока нагрузки через коэффициент трансформации. Боротся с паразитными реактивными составляющими можно: выбором конструкции, схемой включения, использованием сердечника с высокой магнитной проницаемостью, минимизацией зазоров намотки. Трансформаторы изготавливают для определенного диапазона частоты на определенную нагрузку, номинальные первичные и вторичные токи, что обуславливает оптимальный режим.

13. Электромеханические ИМ. Виды. Особенности.

Вид ИМ	Измеряем величина	Род тока и диапазон f	Ф-ии преобразования	Влияющ величина	Условное обознач
магнитоэлектрический		const		t-ра
электромагнитный		40Гц-8кГц		t-ра, f, внешних полей
электродинамический		40Гц-20кГц		t-ра, f, внешние магн поля, вибрации
ферродинамич		10Гц-1,5кГц		t-ра, f
электростатическ	U	20Гц-30МГц		t-ра, электростат внешн поля
индукционный	перем	100Гц-10МГц		f

14.Принцип действия, устройство и основы магнитоэлектрических и электромагнитных ИМ. Обл применения.

Магнитоэлектрич

1-постоян магнит, 2- рамочка, по кот. течет ток, к ней присоедин противодейств пружина-3, 4-указатель, 5-неподвижн сердечник

+:-высокая чувствит; -малое собств потребл мощности; -малое влияние внешн магн полей,т.к. свое достаточно велико; -равномерн шкала,т.к. -линейно зависит от

-:-возможность измерения пост тока; -дороговизна

На базе ИМ изготавл высокочувств балистич гальванометры (0-индикаторы). Температ погреш-ть на базе МЭМ незначит, а в амперметрах использ след схема включ.