1.2. Основные статические характеристики средств измерений
Метрологическими характеристиками средств измерений называются характеристики таких свойств, которые определяют результаты и погрешности измерений.
Метрологические характеристики подразделяются на статические характеристики, динамические характеристики, характеристики погрешностей измерения и характеристики функций влияния возмущающих величин. Это можно показать в виде диаграммы (рис. 1.2).
Рис. 1.2
К основным статическим характеристикам относятся:
функция преобразования;
чувствительность;
порог чувствительности;
диапазон измерения;
входной и выходной импеданс.
1.2.1.Функция преобразования (фп)
Функция преобразования (ФП) - это функция, определяющая зависимость выходной величины измерительного преобразования от входной (рис. 1.3).
Рис. 1.3
Функция преобразования
.
ФП, как любая функциональная зависимость, может быть задана аналитически, графически и таблично, например (рис. 1.4).
Рис. 1.4
В связи с неизбежным случайным изменением параметров СИ и воздействием на СИ возмущающих факторов, функция преобразования является случайной функцией. Коэффициенты a и b изменяются случайным образом в определенных границах.
В связи с этим различают номинальную ФП и реальную ФП.
Номинальная ФП - это неслучайная функция, полученная путем усреднения ФП группы однотипных преобразователей, снятых многократно (рис. 1.5).
Рис. 1.5
ФП отдельно взятого преобразования представляет собой реальную ФП.
Номинальная ФП является паспортной характеристикой. Отличие РФП от НФП является одной из причин появления погрешности измерения.
ФП может быть линейной и нелинейной. Если ФП линейная, то она на графике выражается прямой линией, положение которой определяется двумя точками:
.
Коэффициент a определяет начальное смещение ФП, а коэффициент k определяет наклон ФП.
Коэффициент k называется коэффициентом преобразования.
При проектировании СИ стремятся к тому, чтобы ФП была линейной. Это снижает погрешности преобразования, облегчает сопряжение измерительных преобразователей друг с другом. Кроме того, прибор с линейной ФП имеет равномерную шкалу.
При разработке измерительного прибора должна быть предусмотрена регулировка ФП (регулировка «нуля» и регулировка «чувствительности»).
П
ример
регулировок дифференциального
трансформаторного преобразователя
перемещений приведён на рис. 1.6.
Рис. 1.6
Резистором R1 производится регулировка «нуля», а резистором R2 - регулировка «чувствительности».
1.2.2. Чувствительность
Чувствительность - это производная от ФП по входной величине:
.
Чувствительность 
.
Практически чувствительность определяется как отношение приращения выходной величины к вызвавшему его приращению входной величины:
.
Если ФП линейная, то чувствительность будет постоянной по всему диапазону преобразования и численно равна коэффициенту преобразования.
Чувствительность является размерной величиной. Например, для дифференциального трансформаторного преобразователя перемещений имеем
.