Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



Дополнительная погрешность возникает при отклонении условий испытания и эксплуатации средства измерения от нормальных. Она нормируется значением погрешности, вызванной отклонением одной из влияющих величин от ее нормального значения или выходом ее за пределы нормальной области значений. Например, приведенная погрешность прибора при нормальных условиях, т.е. в диапазоне температур (+20 ± 2)°С, не превышает 1%. Если температура лежит вне указанного диапазона, то погрешность может быть больше указанной. Например, приведенная дополнительная погрешность при изменении температуры на 10 ° С не должна превышать 1%.

Нормирование погрешности средств измерения производится по максимально допускаемым значениям основной и дополнительной погрешностей (ГОСТ 8.401-80). Погрешность средств измерения не должна превышать одного из перечисленных ниже пределов.

а) Если погрешность имеет аддитивный характер, то предел допускаемой абсолютной погрешности не должен превышать

\.ах=- (1-28)

б) Если погрешность имеет как аддитивную, так и мультиш1икатив-ную составляющую, то предел допускаемой абсолютной погрешности не должен превышать

Дтах=(« + *)- (1-29)

в) Если погрешность имеет мультипликативный характер, то предел допускаемой относительной погрешности не должен превышать

тах =W=- (1-30)

г) Если погрешность имеет как аддитивную, так и мупьтиш1икатив-ную составляющие, то предел допускаемой относительной погрешности (в процентах) не должен превьш1ать

где а, Ь, с а d - постоянные; - конечное значение диапазона измерения. Из (1.31) следует, что при х = О предел абсолютной погрешности

а при х = х

д) Приведенная погрешность не должна превышать значения



При нормировании погрешности средства измерения постоянные а, Ъ, с, d выбираются из следующего ряда чисел:

ЫО"; 1,5-10"; 2-10"; 2,5-10"; 4-40"; 5-10"; 6-10",

где и = 1; 0; -1; -2 и т.д.

Средствам измерения присваивается класс точности. Это обобщенная метрологическая характеристика, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерения. Класс точности обозначается числом, соответствующим нормированной основной погрешности средства измерения. Для случая (г) класс точности обозначается в виде дроби cfd, например: 0,1/0,05.

Класс точности стрелочных и самопишущих приборов, как правило, обозначается одним числом, равным максимально допускаемому значению основной приведенной погрешности с, тогда как класс точности цифровых приборов, мостов и компенсаторов указывается в виде дроби c/d.

Конкретные ряды классов точности устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерения.

Отдельными характеристиками погрешности являются вариации показаний прибора и порог чувствительности. Вариация показаний прибора - зто наибольшая разность его показаний при одном и том же значении измеряемой величины. Основной ее причиной является трение в опорах подвижной части прибора. Вариацию определяют, сравнивая показания прибора, считанные один раз после установки требуемого значения измеряемой величины подходом снизу (со стороны меньших значений) , а другой раз - подходом сверху (со стороны больших значений).

Порог чувствительности - это изменение измеряемой величины, вызывающее наименьшее изменение показаний, различимое при нормальном для данного прибора способе отсчета.

Собственное потребление мощности прибором из цепи, в которой производится измерение, является важной характеристикой прибора. Оно приводит к изменению электрических параметров этой цепи и отрицательно влияет на точность измерения. Особенно сильно это проявляется при измерениях в маломощных цепях. В зависимости от устройства, конструкции и назначения прибора потребляемая им мощность может колебаться от 10" Вх до нескольких ватт.

Динамические характеристики. Описанные выше характеристики являются статическими, т.е. не зависящими от времени. Они, строго говоря, имеют смысл только в том случае, если параметры измерительного прибора (или другого средства измерения) и значение измеряемой величины остаются постоянными, а время измерения не ограничено. На практике, однако, зти условия часто не соблюдаются: измеряемая величина меняется по времени, измерение обычно нужно проводить за воз-



можно более короткое время, параметры измерительного прибора только приближенно можно считать неизменными. Одновременный учет всех этих особенностей процесса измерения затруднителен. Имеется, однако, много случаев, когда о законе изменения входной величины за время измерения могут быть высказаны достаточно обоснованные предположения и когда средство измерения является линейной системой, т.е. может быть характеризовано линейным дифференциальным уравнением с постоянными коэффициентами:

ao(fyldf +aid" yjdf - +...+ау =x{t), (1.35)

где До, «ь - постоянные коэффициенты.

Нередко можно считать, что до момента времени t = Q входная величина была постоянной и начала изменяться лишь при f = 0. Если при этом отсчитывать значения входной величины от значения, которое она имела до г = О, то получим нулевые начальные условия. Такое рассмотрение упрощает определение реакции звена у {t) на изменение входной величины. При нулевых начальных условиях уравнение (1.35) в операторной форме имеет вид

{flf + arf- +. .. + ajy(p) = х(р), (1.36)

где р = d/dt - оператор.

Передаточной функцией преобразователя называется отношение изображений по Лапласу выходной величины к входной:

К(р) = у(р)1х(р). (1.37)

Зная передаточную функцию преобразователя, можно определить его реакцию >(г) на заданное изменение измеряемой величины л: (г) и определить динамическую погрешность

yiO =у(0 - у, (1.38)

где y{t) - значение выходной величины измерительного средства в момент времени t; у. - значение выходной величины, заданное его статической функцией преобразования.

При анализе динамических характеристик используются следующие типовые входные воздействия.

1. Единичная функция. При таком воздействии входная величина равна О при f < О и единице при t >0. При единичной функции переходной процесс преобразователя определяется соотношением

hit) = L-[K(p)lp], (1.39)

где L~ - символ обратного преобразования Лаш1аса. 28



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


0.0122