В приборе прямого преобразования преобразование измерительного сигнала происходит только в одном направлении, т.е. без применения обратной связи.
Структурная схема прибора прямого преобразования
X |
|
X1 |
|
X2 |
|
XN-1 |
XN |
|
|||||||
|
|
|
Пр 1 |
|
|
Пр 2 |
|
|
….. |
|
|
Пр N |
И У |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В приборе сравнения измеряемая величина сравнивается с величиной, значение которой известно. Известная величина воспроизводится с помощью меры или набора мер.
Структурная схема прибора сравнения :
X |
|
X1 |
|
X2 |
|
XN-1 |
XN |
|
||||||
Сх Ср |
|
|
Пр 1 |
|
|
….. |
|
|
Пр N |
И У |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Xm |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Мера 
Пр 0m 
….. 
Пр 01 
ΔX = X - Xm |
ΔX = 0 |
нулевой метод |
X = Xm |
|
ΔX ≠ 0 |
диффер. метод |
X = Xm + ΔX |
||
|
Метрологические характеристики (МХ) - такие технические характеристики средств измерений, которые оказывают влияние на результаты и погрешности измерений.
Метрологические характеристики, устанавливаемые нормативно- технической документацией (НТД) называются нормируемыми.
Нормирование МХ означает, что для них устанавливаются определенные числовые значения в зависимости от вида (типа), назначения, условий применения СИ.
Регламентация и нормирование технических и метрологических характеристик СИ :
•ГОСТ 22261 94 СИ электрических и магнитных величин. Общие технические условия.
•ГОСТ 8.009 84 ГСИ. Нормируемые МХ СИ.
•ГОСТ 24314 80 Приборы электронные измерительные. Термины и определения. Способы выражения погрешностей и общие условия испытаний.
ОСНОВНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:
1. Функция преобразования измерительного прибора (градуировочная характеристика, уравнение преобразования) – зависимость между выходным сигналом ИП Y и его входным сигналом Х:
Y = f ( X )
Функция преобразования, которую должен иметь ИП при определенных (нормальных) условиях внешней среды и неизменных или медленно меняющихся значениях входного сигнала называется
номинальной статической характеристикой преобразования.
Функция преобразования ИП может быть представлена аналитически, графически или в виде таблицы.
Идеальная функция преобразования - линейная зависимость.
Функция преобразования связывает конструктивные параметры прибора с величинами X и Y.
2. Чувствительность или цена деления шкалы
Чувствительность измерительного прибора – характеризует способность прибора реагировать на изменения входного сигнала.
Абсолютная чувствительность определяется из уравнения преобразования и представляет собой отношение изменения сигнала ΔY на выходе прибора к вызывающему его изменению сигнала ΔX на входе прибора:
S = ΔY / ΔX
Относительная чувствительность:
δS = ΔY / (ΔX / X)
где (ΔX / X) – относительное изменение входного сигнала.
Цена деления шкалы аналогового ИП (постоянная прибора) – разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Цена деления С связана с чувствительностью прибора S зависимостью:
С = 1 / S = ΔX / ΔY.
Чувствительность и цена деления – величины, имеющие размерность. S = 5 дел/В; С = 0,2 В/дел.
Порог чувствительности – изменение входного сигнала, вызывающее наименьшее изменение выходного сигнала, которое может быть обнаружено с помощью данного прибора без дополнительных устройств.
Порог чувствительности определяет фактическую разрешающую способность измерительного прибора.
3. Входной импеданс ( Z вх ) – определяет влияние СИ на работу исследуемой схемы.
За счет потребления некоторой мощности СИ может изменить режим работы маломощного источника входного сигнала, что приводит к появлению методической погрешности.
Входной импеданс характеризуется активной и реактивной составляющими.
Часто в качестве параметров входа СИ указывается значение входного активного сопротивления и входной емкости.
На постоянном токе и в диапазоне низких частот нормируется входное активное сопротивление.
4. Вариация показаний ИП (выходного сигнала измерительного преобразователя) – разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к этой точке со стороны меньших и больших значений измеряемой величины.
Вариация характеризует устойчивость показаний прибора.
В высокочувствительных (особенно электронных) ИП вариация показаний - колебание показаний около среднего значения.
Для амперметра: b = | Iм Iб |, при подходе к данной точке со стороны меньшего Iм и большего Iб значений тока.
5. Динамические характеристики – характеристики инерционных свойств СИ (определяют зависимость параметров выходного сигнала СИ от меняющихся во времени величин: параметров входного сигнала, нагрузки, внешних факторов).
ДХ могут нормироваться :
•функцией связи между входными и выходными сигналами (передаточной функцией, переходной характеристикой и т.п.);
•графиками (таблицами) АЧХ и ФЧХ;
•временем установления показаний или быстродействием СИ – величиной обратной времени установления показаний.
Для цифровых приборов быстродействие ( В ) : B = n / Δt
n - число измерений n за некоторый промежуток времени Δt
6. Погрешность СИ
Погрешность может быть представлена в форме абсолютной, относительной или приведенной погрешностей.
Погрешность СИ отражается его классом точности.
Для СИ с цифровым отсчетом:
7.Выходной код
8.Число разрядов кода
9.Номинальная цена единицы наименьшего разряда