2. Динамические характеристики си

Динамические характеристики – это характеристики инерционных свойств СИ. Они определяют зависимость выходного сигнала СИ от изменяющейся во времени величины входных сигналов, Динамические характеристики зависят от внешних влияющих величин и от величины нагрузки. Динамические свойства СИ определяют динамические погрешности.

Полная динамическая характеристика СИ – это характеристика, однозначно определяющая изменение выходного сигнала СИ при любом изменении во времени информативного или неинформативного параметра входного сигнала, а также влияющих величин или нагрузки.

Примеры полной динамической характеристики (ПДХ):

1. переходная характеристика;

2. импульсная переходная характеристика;

3. амплитудно-фазовая характеристика;

4. совокупность амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик;

5. передаточная функция.

Частные динамические характеристики (ЧДХ) не отражают полностью динамических свойств СИ, а только их важнейшую сторону.

Примеры ЧДХ: время реакции СИ; коэффициент демпфирования; значение резонансной собственной угловой частоты.

Для измеряющих приборов очень важна такая характеристика, как время реакции τ - это время установления показаний приборов (для преобразователя - это время установления выходного сигнала).

3. Неметрологические характеристики си

Среди не метрологических характеристик СИ наиболее важное значение имеют следующие показатели надежности:

1. наработка;

2. наработка на отказ;

3. интенсивность отказов;

4. срок службы;

5. ресурс.

4. Нормирование метрологических характеристик

Нормирование метрологических характеристик - это установление номинальных значений и границ допустимых отклонений реальных метрологических характеристик СИ от их номинальных значений.

ГОСТы устанавливают следующую номенклатуру метрологических характеристик СИ.

1. Характеристики для определенных результатов измерения (основные):

• функция (статическая характеристика) преобразования измерительного прибора или преобразователя;

• значения однозначной или многозначной меры;

• цена деления СИ;

• вид выходного кода, число разрядов кода, цена единиц наименьшего разряда кода цифровых си.

2. Характеристики погрешности СИ:

• характеристики систематической составляющей погрешности;

• характеристики случайной составляющей погрешности.

• характеристики погрешности в целом.

3. Характеристика чувствительности СИ к влияющим величинам.

• функция влияния.

• изменения значений метрологических характеристик си, вызванных изменением значения влияющих величин в установленных пределах.

4. Динамические характеристики.

• ПДХ.

• ЧДХ.

5. Характеристики взаимодействия СИ с объектами исследования и нагрузкой:

• полное входное сопротивление.

• полное выходное сопротивление.

5. Измерительные сигналы

   1. Классификация видов сигналов, используемых в си

СИ используют множество различных видов сигналов. Важным классификационным признаком сигналов является характер их изменения во времени и по информативному параметру. По этому признаку различают непрерывные (аналоговые) и дискретные сигналы. Часто изменение сигналов по информативному параметру называют изменением по уровню сигнала. Дискретные по уровню сигналы называют квантованными сигналами.

Сигнал измерительной информации, поступающей на вход СИ, например, преобразователя может иметь различную физическую природу. Соответствующий ему сигнал на выходе преобразователя должен быть электрическим током (напряжением).

Электрический сигнал на выходе преобразователя может характеризоваться различными параметрами (мощностью, частотой, фазой и т.п.), но только один из его параметров является носителем измерительной информации. Такой параметр называется информативным.

Рассмотрим классификацию измерительных сигналов, как по характеру изменения их информативного параметра, так и по характеру изменения сигналов во времени.

К первому классу этой классификации относятся сигналы измерительной информации непрерывные аналоговые по информативному параметру и непрерывные во времени.

а) б)

Рис. 5.1. Временные диаграммы сигналов измерительной информации: а – входной сигнал; б – выходной сигнал, пропорциональный по величине входному сигналу

Приведем пример простейшего преобразования, при котором аналоговый по информативному параметру и во времени входной сигнал Х(t) (рис. 5.1., а) преобразуется в аналоговый по информативному параметру и непрерывный во времени выходной сигнал Y(t) (рис. 5.1., б).

Рис. 5.2. Временные диаграммы выходных сигналов измерительной информации при различных информативных параметрах:

а) – амплитуда синусоиды Y_m.;

б) – круговая частота синусоиды ω;

в) – амплитуда импульса Y_m.;

г) – частота последовательности импульсов f;

д) – длительность импульса τ;

е) – величина квантованного уровня Y_i.

При этом информативным параметром является значение сигнала Y(t), пропорциональное значению сигнала Х(t), т.е. Y(t)=KX(t), где K – коэффициент пропорциональности.

К рассматриваемому классу относится преобразование, при котором входной сигнал Х(t) преобразуется в сигнал Y(t), являющийся аналоговым по информативному параметру, но гармонически изменяющимся во времени (например синусоидальным). При таком преобразовании информативным параметром может быть либо амплитуда синусоиды Y_m. (рас 5.2., а), либо ее круговая частота ω (рис. 5.2., б).

В технике часто изменение амплитуды и частоты гармонического сигнала по определенному закону называют соответственно амплитудной и частотной модуляциями этого сигнала.

Ко второму классу относятся сигналы измерительной информации, непрерывные по информационному параметру и дискретные во времени. При этом сигнал Y(t) представляет последовательность импульсов постоянного тока (напряжения), а информативными параметрами могут быть следующие величины:

• амплитуда импульсов Y_m.при неизменной частоте следования и длительности импульсов (рис. 5.2., в);

• частота следования импульсов f при неизменной амплитуде и длительности импульсов (рис. 5.2., г)

• длительность импульсов τ при неизменной амплитуде и частоте следования импульсов (рис. 5.2., д)

К третьему классу относятся сигналы измерительной информации, квантованной по информативному параметру и непрерывные во времени. Временная диаграмма такого сигнала изображено на рис. 5.2., е.

Как видно из временной диаграммы информативный параметр может принимать только некоторые разрешенные уровни Y_i., отстоящие друг от друга на величину ΔY – конечный интервал (квант). Этот класс сигналов измерительной информации используется в аналого–цифровых преобразователях