На ПИП, который состоит из катушки индуктивности из всех влияющих факторов основной источник - температура , под воздействием которой изменяется температурный коэффициент линейного расширения для магнитопровода и обмоток катушки индуктивности, а следовательно изменяется и удельное сопротивление катушки индуктивности. Магнитопровод выполняется из феррита у которой температурный коэффициент линейного расширения равен 0.025*10-61/ºС, обмотки катушки индуктивности выполнены из провода марки ПЭТ Вр с коэффициентом линейного расширения 0.6*10-6. Изменение из-за удельного сопротивления приводит к появлению мультипликативной погрешности, которая устраняется с помощью микропроцессора.
Индуктивность включается в мостовую схему на которую воздействуют термо-ЭДС, которые возникают в местах контактных сопротивлений, и из-за которых изменяется сигнал на выходе мостовой схемы. Чтобы устранить этот фактор мостовую схему необходимо запитывать напряжением типа меандра. Характеристика индуктивного датчика не линейная а следовательно возникает погрешность. Ее можно компенсировать с помощью микропроцессора. Датчик включен в мостовую схему, которая питается напряжением питания сети, которое может быть нестабильным и вносить погрешность-это мультипликативная погрешность.
4.1.2 Линия связи.
Также датчик включается в плечи моста посредством линии связи. Линия связи позволяет транспортировать сигнал на требуемое расстояние. Она может помещаться в любом месте функциональной схемы, но её нужно разместить таким образом, чтобы передаваемый сигнал имел наименьшие искажения, в том числе и в отношении помех. На протяжении линии связи наводятся сигналы помехи. Для подавления помехи используется экранирование и включение линии передачи на малое расстояние. Кроме того на линию связи влияет температура, переходное сопротивление контактов. Вследствие чего устранить помехи, наводимые линией связи не удается и она суммируется с полезным сигналом.
4.1.3 Нормирующий преобразователь.
В качестве нормирующего преобразователя примем блок преобразования постоянного напряжения в меандр и вторичный измерительный преобразователь.В его состав входят все аналоговые микросхемы, у которых под влиянием температуры в цепи обратной связи изменяется сопротивление. Чтобы избежать данного влияния необходимо использовать микросхемы одной технологии. Большое значение имеет стабильность напряжение питания, которое питает микросхемы. Если нестабильное напряжение питания, то возможно изменение коэффициента преобразования и дополнительное смещение нуля. Магнитные поля действующие на нормирующий преобразователь вызывают дополнительные сигналы, что приводит к возникновению помех.
4.1.4 АЦП
Влияющим фактором является температура, которая приводит к изменению величины опорного напряжения, а следовательно, и цены наименьшего разряда – мультипликативная погрешность. Также происходит начальное смещение нуля АЦП, которая устраняется микропроцессором. Также может возникнуть погрешность из-за нестабилизации напряжения питания. Чтобы эта погрешность не возникала – необходима высокая стабилизация источника питания. У АЦП также существует погрешность квантования, которая равна половине единицы младшего разряда.
И так к аддитивным погрешностям относятся:
- погрешности линии связи;
- погрешность температурного дрейфа напряжения смещения;
- погрешность нелинейности;
- погрешность квантования.
К мультипликативным погрешностям относятся:
- нестабильность напряжения питания;
- отклонение номинальных значений резисторов при изменении температуры окружающей среды.
4.2 Расчет погрешностей.
Погрешности
вызванные температурой в первичном измерительном преобразователе исключаются с
помощью микропроцессора, а именно погрешность, которая приводит и изменению
линейного расширения феррита и провода обмотки катушки индуктивности, а также с
помощью микропроцессора линеаризуется функция преобразования. Но погрешность
из-за нестабильности блока питания не возможно убрать, следовательно её
необходимо учесть. Напряжение нестабильности питания моста составляет 
=0.008%Впри 
=5В.
, так как распределение погрешности
соответствует треугольному закону распределения.
Погрешность
линии связи 
В
- значение помехи относительно
нормируемого значения.
Для широкополосных помех характерно нормальное распределение. Соответственно, ограничиваясь 95% о доверительной вероятности, что соответствует 5 % уровню значимости q, с помощью функции Лапласа определим среднеквадратичное отклонение помехи:
Для расчета погрешности
нормирующего преобразователя необходимо знать напряжение смещения нуля
микросхем и ТКС резисторов в обратной связи.Так как ТКС 10-5 1/ºС,
то им можно пренебречь. А напряжение смещения нуля для всех микросхем в сумме
равно
40 мВ. Это аддитивная составляющая
погрешности.
Погрешность температурного дрейфа напряжения смещения
Значение температурного дрейфа напряжения смещения относительно нормированного значения составляет:
°С
Для данной погрешность погрешности характерно равномерное распределение
Погрешность квантования АЦП составляет половину наименьшего разряда.
т.к. погрешность подчиняется
равномерному закону распределения.
Погрешность нелинейности АЦП
СКО погрешности нелинейности.
Далее для определения наибольшей погрешности необходимо разделить все погрешности на аддитивную составляющую и мультипликативную, и при расчете погрешности пользоваться СКО.
Sпит=0.003% - мультипликативная;
Sпом=0.02% - аддитивная;
Sсм=0.023% -аддитивная;
Sкв=0.06% - аддитивная;
Sнелин=0.028% аддитивная.
Sадд=
=
, где
К- коэффициент запаса, который учитывает неопределенность вида распределения. Для Рдов=0.95 к =1.1
=
N-цифровой код на АЦП
Список использованной литературы
1 Р. М. Терещук, К. М. Терещук, С. А. Седов – “Полупроводниковые приемно-усилительные устройства”. Изд. “Наукова думка” Киев, 1982.
2 А. Г. Алексеенко, Е. А. Коломбет, Г. И. Стародуб – “Применение прецизионных аналоговых микросхем” – М.: Радио и связь, 1985.
3 Гутников В. С. – “Интегральная электроника в измерительных устройствах”. – Л.: Энергоатомиздат, 1988.
4 “Тензодатчики (по материалам зарубежной печати)” – ЦАГИ, отделение научно-технической информации, 1973.
5 “Электрические измерения электрических и неэлектрических величин” под ред. Е. С. Полищука, Киев, “Вища школа”, 1984.
6 Р. М. Терещук, Р. М. Домбругов – “Справочник радиолюбителя”, Киев, 1970.
7 Е. И. Феликсон “Упругие элементы силоизмерительных приборов” – Москва, “Машиностроение”, 1977
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.