12.6. Метрологические характеристики влияния на инструментальную составляющую погрешности измерения

К указанным характеристикам относятся характеристики СИ, отражающие их способность влиять на инструментальную составляющую вследствие взаимодействия СИ с любым из подключенных к его входу или выходу компонентов, например объектом измерений и др. Потребление энергии средством измерений от объекта измерения или от предвключенного прибора приводит к изменению значения измеряемой величины и, следовательно, к появлению соответствующей составляющей погрешности. Например, на погрешность измерения температуры с помощью термопар и термометров существенно влияет обмен тепловой энергией между объектом и прибором. Следовательно, для СИ, работа которых характеризуется обменом энергией между ними и подключенными к их входу или выходу объектами, необходимо нормировать некоторые характеристики, описывающие свойства этих приборов отбирать или отдавать энергию через свои входные или выходные цепи. Такие характеристики часто называют импедансными, или просто импедансами.

Вопросы нормирования импедансов средства измерений электрических величин разработаны достаточно полно. Сложнее обстоит дело с приборами для измерений неэлектрических величин, где явления обмена энергией, входные и выходные импедансы изучены недостаточно. В этом случае нормирование требует тщательных исследований.

Рассматриваемые характеристики нормируются путем установления номинальных значений импедансных характеристик и пределов допускаемых отклонений от них.

Конкретные способы оценки составляющих, обусловленных взаимодействием СИ с объектом измерений, зависят"от характера этого взаимодействия и вида импедансной характеристики. В практике электрических измерений достаточно распространен случай, когда взаимодействие заключается в потреблении средством измерений энергии от объекта измерений и когда соответствующее свойство описывается входным импедансом. Эквивалентная схема подключения СИ к объекту измерения показана на рис.12.3. По условиям измерительной задачи необходимо измерить ЭДС E(j), записанную в комплексной форме. Объект измерения, обладающий выходным импедансом Z₀(j), подключен к СИ через линию связи, имеющую эквивалентное сопротивление Z_лс(j).

Средство измерений на схеме представлено в виде параллельного соединения его входного импеданса Z_BX(jco) и идеального средства измерений (ИСИ), имеющего бесконечно большой импеданс. Составляющая погрешности измерений, обусловленная взаимодействием объекта и СИ,

где E_p(j) —ЭДС на входе СИ; Z_вых(j) = Z₀(j) + Z_лс(j) — выходной импеданс объекта измерений, включая линию связи. Зная комплексные величины E(j), Z_BX(j), Z₀(j) и Z_JIC(j), можно рассчитать характеристики и параметры погрешности влияния.

Рис. 12.3. Эквивалентная схема подключения средства измерения

к объекту измерения (ИСИ — идеальное

средство измерений)

Импедансные характеристики электронных СИ нормируются путем представления его входных цепей в виде эквивалентной схемы замещения и задания значений составляющих ее элементов.

Некоторые схемы замещения приведены в табл. 12.1 (цифрами 1 и 2 обозначены входные клеммы СИ).