Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



bF/bSi = 1/(1 + ,2); (4-46)

dFldS2 =-5?/(l + 12). (4-47)

Подставив (4.46) и (4.47) в (4.45), получим

= Д1/(1 + 12) - 5?Д2/(1 + 12) (4-48)

Относительная мультипликативная погрешность Ьу = Ау/у равна относительному изменению чувствительности AS/S. Учитывая зто, получим

8у = Sji/(1 + 12) - Ву2/(1 + IIS1S2), (4.49)

где 8у1 = ASi/Si, 8у2 = AS2/S2 - соответственно относительные мультипликативные погрешности преобразователей 1 и2 (рис. 4.5).

Можно показать, что относительная аддитивная погрешность компенсационной схемы определяется таким же выражением (4.49) с той разницей, что 8yi и 8у2 являются относительными аддитивньну погрешностями.

По выражению (4.49) вычисляется погрешность схемы, если известны погрешности преобразователей 1 и 2. Если же зти погрешности являются случайными и известны их среднеквадратические погрешности Oi и 02, то среднеквадратическая погрешность компенсационного преобразователя

о = [1/(1 + SlS2)]/oГS\Slol. (4.50)

Из полученных соотношений следует, что влияние погрешности преобразователя / на погрешность прибора с компенсационной схемой сильно уменьшается.

Уменьшение зависимости погрешности прибора с обратной связью от погрешности преобразователя / можно показать следующим образом. Допустим, что в схеме сложного преобразователя с обратной связью (рис. 4.5) преобразователь / не стабилизирован и его чувствительность 5i может зависеть, в частности, от сопротивления, на которое нагружен этот сложный преобразователь. При уменьшении чувствительности 5 1 уменьшаются выходная величина у и сигнал обратной связи Хос- Это вызывает увеличение Дх и увеличивает значение Таким образом, благодаря обратной связи уменьшается погрешность, вызванная изменением 5i.



4.2. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН

4.2.1. Реостатные преобразователи

Принцип действия и конструкция. Реостатый преобразователь - зто прецизионный реостат, движок которого перемещается под действием измеряемой величины. Входной величиной преобразователя является угловое линейное перемещение движка, выходной - изменение его сопротивления.

Устройство преобразователя показано на рис. 4.6. Он состоит из каркаса /, на который намотан провод 2, изготовленный Из материала с высоким удельным сопротивлением, и токосъемного движка 3, укрепленного на оси 4. Движок касается провода 2. Для обеспечения электрического контакй в месте касания обмотка зачищается от изоляции. в показанной конструкции контакт с подвижным движком осуществляется с помощью неподвижного токосъемного кольца 5.

Обмотка делается обычно из провода, изготовлешого из манганина, констангана, фехраля. Для повьпде-ния точности и надежности она выполняется из платино-иридиевого сплава.

Для обеспечения хорошего контакта движок должен прижиматься к обмотке силой 10" -Ю"* Н. Сила создается благодаря упругости движка. При измерении переменных величин, при переходе движка с одного витка на другой он "подскакивает", возникает пульсирующая сила, которая может нарушить контакт. По этой причине, если преобразователь служит для измерения переменных величин или работает при вибрации,,то сила прижатия должна быть увеличена. Большая сила нежелательна, поскольку при ее увеличении возрастает сила трения, препятствующая перемещению движка и увеличивающая износ обмотки и контактирующей поверхности движка.

В измерительной технике требуются реостатные преобразователи как с линейной, так и с нелинейной функцией преобразования. Одним из способов построения преобразователей с нелинейной функцией преобразования R = /(л:) (рис. 4.7,а) является использование каркаса с переменной высотой (рис. 4.7, б). При перемещении движка вдоль каркаса на величину шага обмотки Дх = X сопротивление изменяется на


Рис. 4.6

AR = {dR/dx)X ,

(4.51)





Рис. 4.7

где dR/dx - производная требуемой функции преобразования R = = f(x) по перемещению движка х. При перемещении движка с одного витка на другой сопротивление изменяется на величину

AR = Рх/др = 2pi(fe +h).

(4.52)

где pi - сопротивление единицы длины провода; /„р - длина одного витка провода; h - высота каркаса; b - его толщина. Из (4.51) и (4,52) можно определить зависимость высоты каркаса h от заданной функции преобразования

h = (Х12р,) (dR/dx) - Ъ. (4,53)

Если требуется линейная функция преобразования, то dR/dx = const и высота каркаса должна быть постоянной.

Изготовление каркаса с непрерывно изменяющейся высотой более сложно, чем изготовление каркаса с постоянной высотой. Для упрощения технологии прибегают к кусочно-линейной аппроксимации заданной нелинейной функции преобразования (рис, 4.8, а). Для каждого интервала перемещения движка х, на котором аппроксимирующая функция линейна, высота каркаса постоянна. Каркас преобразователя получается ступенчатым, как показано на рис, 4.8, б. Число ступеней равно числу интервалов кусочно-линейной аппроксимации,

Потенциометрическая схема включения реостатного преобразователя. Преобразователь может включаться в злектрическую цепь по потен-циометрической схеме (рис, 4.9, а). Напряжение с его движка подается



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 [40] 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0375