Lekciya_2.ppt

Чувствительность преобразования
Порог чувствительности
Статические погрешности средств измерений

Статическая нелинейность

величины от входной , которая может быть задана формулой, таблицей,

графиком. В аналитическую функцию
преобразования обычно входят конструктивные параметры прибора или функционального преобразователя, используемые при их проектировании. Функция преобразования реального преобразователя определяется экспериментально. Желательно, чтобы функция преобразования была линейной:

прибора или измерительного преобразователя к вызвавшему ее изменению входной величины

Возможно задание относительной чувствительности преобразования –

значения измеряемой величины, способное
вызвать наименьшее обнаруживаемое изменение

выходной величины. Порог чувствительности
препятствует обнаружению сколь угодно малых
сигналов. Это обусловлено наличием в любой
физической системе случайных флуктуаций
(шум), затрудняющих выявление сигнала на фоне
шума.

обусловленная изменением значения при нулевом значении входной

величины , называется аддитивной погрешностью, или погрешностью нуля преобразования.
Погрешность, вызванная отклонением значения чувствительности от номинального, называется мультипликативной, или погрешностью чувствительности преобразования.

не является идеально линейной, она всегда линейна лишь приближенно (например,

в малом интервале значений входного сигнала).
Степень статической (частотно-независимой) нелинейности определяется соотношением:



где -- функция преобразования,
-- линейное приближение

типа:
Последовательной схемой соединения измерительных преобразователей называется такая, у

которой входной величиной каждого последующего преобразователя служит выходная величина предыдущего.
При последовательном соединении преобразователей чувствительность измерительной системы в целом равна произведению чувствительностей входящих в него преобразователей (функциональных блоков):

преобразователей характеризуется чувствительностью:


где - чувствительность

каждого измерительного преобразователя.
Параллельно-последовательная структура соединения измерительных преобразователей является комбинацией первых двух структур.

два канала с последовательным соединением преобразователей, при этом выходные величины

каждого из каналов подаются на входы вычитающего преобразователя.
В дифференциальной схеме первого типа измеряемая величина воздействует на вход первого канала, а на вход второго подается постоянное значение физической величины той же природы, что и измеряемая:

Если преобразователи 1 и 2 имеют линейную функцию преобразования: , , то выходная величина дифференциального преобразователя равна:

типа измеряемая величина после некоторого преобразования воздействует на оба канала,

причем на входе одного канала входная величина возрастает, а на входе другого – уменьшается:

Очевидно, в случае линейных преобразователей:
и чувствительность дифференциального преобразователя в 2 раза больше чувствительности каждого из каналов.
При этом увеличивается величина линейного участка рабочей характеристики преобразователя и компенсируются аддитивные погрешности каналов.

соединения измерительных преобразователей (схемы с обратной связью) позволяют компенсировать как

аддитивную, так и мультипликативную погрешности измерений.
Структурная схема компенсационного преобразователя содержит два канала преобразования – прямой КПП и обратный КОП:

преобразователи КПП и КОП имеют линейные функции преобразования с чувствительностью

соответственно и , то :


и чувствительность схем с обратной связью будет равна: