Вопрос №4

Вопрос № 3

Динамические характеристики измерительных преобразователей.

Динамические характеристики средств измерений можно разделить на полные и частные. Полные динамические характеристики позволяют при любом заданном изменении во времени величины на входе рассчитать изменение во времени выходной величины, а следовательно, оценить погрешности, вызванные инерционностью средства измерений. Так, полной динамической характеристикой любого средства измерений является дифференциальное уравнение, связывающее входную и выходную величины. Для линейных средств измерений (описываемых линейными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами) полными динамическими характеристиками являются также передаточная функция, комплексная частотная (амплитудно-фазовая) характеристика, переходная характеристика, импульсная характеристика.

Полные динамические характеристики исчерпывающе характеризуют динамические свойства средств измерений, однако они сложны и не обладают достаточной наглядностью.

Частная динамическая характеристика представляет собой какой-либо параметр полной динамической характеристики или ее функционал. В качестве такой характеристики используются: полоса частот измеряемых величин, в пределах которой динамическая погрешность не превышает заданной; время установления выходной величины.

Погрешности датчиков.

Погрешности датчиков делятся на основные и дополнительные. Основная погрешность датчика - максимальная разность между измеренным значением выходного сигнала yр и его истинным значением ук, определяемым по идеальной статической характеристике для данной входной величины при нормальных эксплуатационных условиях. Она может выражаться как в абсолютных единицах: Δ = yр - yИ, так и в относительных. В последнем случае она равна отношению абсолютной погрешности к истинному значению выходного сигнала:

Можно использовать относительную приведенную погрешность γ, равную отношению максимальной абсолютной погрешности Δ в диапазоне измеряемой величины к верхнему значению этого диапазона yк в процентах:

Вопрос №5

Структурные схемы измерительных преобразователей.

Несмотря на все многообразие ИП, их структурные схемы можно свести к нескольким типам.

Примечание: В формулах приняты следующие обозначения: x - измеряемая величина; у - выходная величина; δi - погрешность звена преобразователя; δП - общая погрешность преобразователя; K - коэффициент преобразования.

Структурная схема прямого однократного преобразования реализуется во многих ИП с естественными выходными сигналами (например, в термопарах, датчиках давления и разрежения), в которых измеряемая величина преобразуется непосредственно в электрический сигнал, перемещение или усилие. Статическая характеристика, погрешность и другие свойства здесь полностью определяются параметрами самого чувствительного элемента.

В тех случаях, когда первичное преобразование не позволяет получить удобный или требуемый для дальнейшего использования сигнал, применяют структурные схемы с несколькими последовательными преобразованиями, например при необходимости получение унифицированного выходного сигнала, преобразования неэлектрической величины в электрическую, коррекции статической или динамической характеристики преобразователя. Суммарный коэффициент преобразования (общая чувствительность), равный произведению коэффициентов преобразования отдельных звеньев ИП, можно получить достаточно высоким, однако при этом увеличивается общая погрешность преобразования, равная сумме погрешностей составляющих звеньев.

В датчиках, построенных по дифференциальной схеме, измеряемая величина подается одновременно на два идентичных измерительных преобразователя. Выходной сигнал датчика пропорционален разности выходных сигналов ИП каждого из каналов. Если выходные сигналы имеют одинаковые знаки, то орган сравнения выполняет операцию вычитания, если знаки разные - операцию суммирования.

Возможны варианты, когда на один из входов подается эталонный сигнал и сравнение осуществляется с ним или информация преобразуется по одному каналу в реальных условиях, а по другому - в эталонных.

Дата добавления: 2014-11-08