§4 Измерительные установки и системы
|
Внешние датчики предназначены для преобразования измеряемых физических величин в электрические сигналы, которые поступают на коммутирующее устройство по каналам связи для низкочастотных сигналов, используя трехпроводные незаземлённые каналы связи, а для высокочастотных однопроводные коаксиальные.
Каналы связи подключены к коммутирующему устройству, которое принимает аналогичные сигналы от датчиков. Устройство обработки преобразует полученную информацию в сигналы управления регистрирующим устройством. Управляющее устройство обеспечивает программируемый режим роботы всех узлов системы.
§5 Измерительные преобразователи
В электрорадиоизмерительной технике применяют следующие виды преобразователей:
Электромеханические;
Термоэлектрические;
Выпрямительные;
Аналогово-цифровые;
Масштабные
В электрорадиомеханическом преобразователе электромеханическая энергия Wэм поступающая на вход величина х преобразователя в механические, вызывающая перемещение подвижной части преобразователя, относительно неподвижной. Термоэлектрические преобразователи преобразуют переменные напряжения в постоянные.
Выпрямительные преобразователи преобразуют переменный ток в пульсирующий, постоянная составляющая которого является выходной величиной преобразователя.
АЦП предназначены для преобразования непрерывной электрической величины x(t) в дискретный сигнал.
Масштабные преобразователи предназначены для измерения значения электрической величины в заданное число раз. К ним относятся делители напряжения, аттенюаторы(ослабители), измерительные трансформаторы, измерительные усилители.
|
Рис. 3 а) делитель напряжения с фиксированным коэффициентом деления; б) делитель напряжения со ступенчатым коэффициентом делителем; в) делитель напряжения индуктивный; г) делитель напряжения емкостной. |
Делитель U предназначен для уменьшения напряжения.
Рассмотрим схему а:
а)
-коэффициент
деления
б) Позволит изменить выходное напряжение ступенями, однако его выходные сопротивления изменяются при переключении секций.
в, г) На переменном токе применяются индуктивные и емкостные делители
Аттенюаторы представляют собой четырехполюсники предназначенные для плавного ступенчатого или фиксированного ослабления сигнала.
Измерительные трансформаторы предназначены для уменьшения в известное число раз тока или напряжения. В соответствии с этим они делятся на трансформаторы тока и трансформаторы напряжения.
Измерительные усилители предназначены для усиления сигналов переменного и постоянного тока.
§6 Основные характеристики сит
1. Абсолютная погрешность – определяется как разность между показателями прибора и истинным значением измерительной величины.
2. Относительная погрешность – отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. Выражается в процессах
Данная погрешность несёт больше
информации о точности измерений.
Например: измерено два значения напряжения
10 В и 100 В с одной и той же абсолютной
погрешностью
Значение относительной погрешности
для этих измерений соответственно равны
5
и 0,5
.
Т.о. относительная погрешность показывает,
что точность второго измерения на
порядок выше.
3. Приведенная погрешность – отношение абсолютной погрешности к диапазону измерений, выраженное в
Для прибора с нулевой отметкой на краю диапазона измерений D - это конечный предел измерения. А для прибора с двусторонней шкалой по обе стороны от 0 D - это арифметическая сумма конечных пределов измерения.
4. Основной погрешностью называют погрешность СИТ в нормальных условиях.
Нормальные условия, условия при которых влияющие на результаты измерения величины(температура, влажность, внешнее электрические и магнитные поля и т.д.) находятся в установленных пределах.
5. Дополнительной точностью называют точность, вызываемая действием влияющих величин в следствие отклонения рабочих условий от нормальных.
6. Классом точности называется обобщенная характеристика СИТ, указывающая предельные значения допускаемые основной и дополнительной погрешностью. Т.о. класс точности не определяет точность конкретного изменения, а указывает лишь предел, в котором может находится точность.
Класс точности присваивают из ряда:
где
Значение максимальной абсолютной точности данного прибора можно вычислить по его классу точности.
-класс
точности
7. Диапазон измерения – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые точности. Данная область ограничена пределами измерений ( max и min)
8. Чувствительность – отношение измерения сигнала на выходе прибора к вызвавшему его изменение измеряемой величины на входе.
Например:
-выходная
величина
-
входная
9. Порог чувствительности – изменение суммарной величины, вызывающие наименьшее изменение показаний, обнаруживаемое наблюдателем при нормальном для данного прибора способе отсчёта.
10. Вариация показаний – вычисляется как средняя разность показаний в данной точке шкалы при медленном подходе к ней с 2-х направлений со стороны меньшего и большего значений сумеречной величины.
11. Время установления показаний – промежуток времени, прошедший с момента изменения измеряемой величины до момента установления показаний.
12. Быстродействие – число измерений, выполненных за единицу времени.
13. Метрологическая надежность связывают не с явными отказами (механическая поломка, потеря работоспособности, а со скрытыми отказами, под которыми понимают выход точности измерения за пределы установленного допуска при сохранении общей работоспособности прибора)
14. Ряд общих требований: стоимость, габариты, масса, технологичность изготовления, удобство ремонта и эксплуатации.