Основные параметры измерительных преобразователей и их погрешности: систематические и случайные, аддитивные и мультипликативные. Суммирование погрешностей
Предел преобразования преобразователя – это максимальное значение входной величины, которое еще может быть им воспринято без искажения и без повреждения преобразователя.
Порог чувствительности – это минимальное изменение значения входной величины, способное вызвать заметное изменение выходной величины преобразователя. Значение порога чувствительности принято определять равным половине полосы неоднозначности функции преобразования при малых значениях входной величины.
По характеру зависимости погрешностей от преобразуемой величины X различают аддитивные и мультипликативные, проявляющиеся в искажении характера функции преобразования.
Аддитивными (погрешности смещения нуля) называются погрешности, значения которых не зависят от преобразуемой физической величины. При их наличии реальная 2 характеристика преобразователя смещена относительно номинальной 1 вверх (вниз) на постоянное значение (рисунок 2.3,а) и выходная величина Y для всех Х оказывается больше (меньше) на о. Погрешность нуля может быть как систематической, так и случайной. В первом случае ее можно компенсировать путем введения в прибор специальной регулировки для установки нуля. Во втором случае (рисунок 2.3,б) скорректировать её нельзя и ФП смещается случайным образом параллельно самой себе, образуя постоянную полосу погрешностей ± о(2о). Примером систематической аддитивной погрешности может служить погрешность из-за неточности установки нуля перед измерением. Примером случайной - погрешность из-за посторонних электрических наводок на линейные цепи.
а |
б |
Рисунок 2.3 – Характеристики воздействия аддитивной погрешности
на функцию преобразования
Мультипликативными (погрешности чувствительности) называются погрешности, пропорциональные значениям преобразуемой величины. При этом изменяется крутизна функции преобразования (рисунок 2.4), т.е. чувствительность и реальная характеристика преобразователя 2 отличаются от номинальной 1 на значение S(X) (рисунок 2.4,а) или образуют полосу погрешностей ±S(Х) при их случайном характере (рисунок 2.4,б). Примером систематической мультипликативной погрешности может служить изменение коэффициента передачи потенциометрической цепи с резистивными ИП вследствие старения. Примером случайной - погрешность из-за посторонних электрических наводок на нелинейную цепь.
а
б
Рисунок 2.4 - Характеристики воздействия мультипликативной погрешности
на функцию преобразования
В
большинстве реальных преобразователей
аддитивная и мультипликативная
составляющие погрешности присутствуют
одновременно. В результате полоса
погрешностей распределяется так, как
показано на рисунке 2.5. При обработке
результатов аддитивные и мультипликативные
составляющие погрешности суммируются
геометрически как некоррелированные
составляющие.
а |
б |
Рисунок 2.5 - Характеристики одновременного воздействия аддитивной и
мультипликативной погрешностей на функцию преобразования