Международная система единиц. Погрешности измерений. Преобразователи тока и напряжения. Аналоговые электронно- механические измерительные приборы, страница 15

Совокупность элементов средств измерений (или измерительного канала), в результате которой обеспечивается осуществление всех преобразований измеряемой величины – измерительная цепь(ИЦ).

Элемент ИЦ , в котором  осуществляется одно из ряда последовательных преобразований измерительного сигнала называется преобразовательным элементом(ПЭ).Один или несколько ПЭ , конструктивно оформленные в самостоятельное изделие называются измерительным преобразователем(ИП).

Преобразование сигналов может быть различными:

·  изменение физической формы сигнала (R®в U или I)

·  масштабирование(приведение сигнала к определенному диапазону измерения)

·  линеаризация – операция, обеспечивающая линейную зависимость между информативными параметрами входного и выходного сигнала

·  фильтрация – отделение сигнала от помех, наложенных на сигнал

·  аналого-цифровое преобразование, т.е. преобразование непрерывной формы сигнала в цифровой код.

ИП в измерительной цепи характеризуется комплексом технико-экономических характеристик:

·  функцию преобразования

·  точность

·  чувствительность

·  разрешающую способность

·  быстродействие

Эти характеристики позволяют ответить о принципиальной возможности приминения данного ИП.

Функция преобразования ИП. Выделим из ИЦ произвольный ИП. Х – входная, Y – выходная величины. Функция преобразования Y=F(X) устанавливает связь этих величин Þ также называется характеристикой ИП.

ИП с нелинейной функцией называются функциональными преобразователями(ФП).

Пример ФП : лампа накаливания, если рассматривать как преобразователь U  в I через лампу. Другой пример – диод .

Зависимость y=F(x) может быть задана аналитически, графиком или таблицей.

Преобразователи с функцией преобразования y=ax+b, где а и b -  постоянные коэффициенты, называются линейными преобразователями.

Для ЛП характерно постоянство коэффициентов а и b и их независимость от значения входной величины х. В таком случае  коэф. а называется коэф. преобразования или коэф. передачи входного сигнала на выход преобразователя.

В случае линейных цепей при преобразовании постоянных I и U выходные величины строго пропорциональны  входным и коэффициент преобразования можно рассматривать как постоянную величину.

При преобразовании синусоидальных I и U  в общем случае отличаются  не только значения входной  и выходной величины, но и их фазы, Þ поэтому коэф. преобразования представляет собой  комплексную величину и зависит от частоты.

Точность ИП.

Степень отличия действительной функции преобразования от номинальной характеризует точность преобразования. Точность является качественной характеристикой ИП. Различают низкую и высокую точность. Общепринятого количественного способа выражения точности не существует. Для этой цели пользуются понятием погрешности ИП, под которой понимают разность между его действительной и номинальной функциями преобразования.

По зависимости от значения входного сигнала погрешности делятся на:

·  адиативные, т.е. независящие от значения входного сигнала

·  мультипликативные, т.е. пропорциональные значению входного сигнала

Адиативные погрешности вызываются смещением нулевых уровней ИП. Причинами адиативные погрешности могут быть начальное смещение и дрейф нулевого уровня.

Мультипликативные погрешности вызываются нестабильностью функций преобразования ИП.

По зависимости от инерционности ИП :

·  статическая погрешность – постоянная во времени погрешность, независящая от инерционных свойств ИП.

·  Динамическая погрешность – это погрешность ИП, вызванная его инерционностью при преобразовании переменных во времени величины.

Чувствительность и порог реагирования ИП.

Под чувствительностью ИП понимают отношение измерения сигнала на выходе к вызвавшему его изменение входного сигнала. DY – изменение выходной величины ИП, вызванной изменением входной величины DХ. DY/DХ=S_ср – средняя чувствительность на интервале DХ. Предел к которому стремится это отношение при DХ®0, называется чувствительностью ИП в точке Х: