книги / Методы электрических измерений

Поскольку, как это видно из соотношения (11.12), погрешность линейно за» висит от скорости изменения входного сигнала, ее можно исключить, производя поверку при двух отличающихся друг от друга скоростях изменения сигнала,

В самом деле:

где уд — статическая погрешность поверки; уД1Ш1, уД1Ш2 — динамическая по«

грешность при двух разных скоростях изменения входного сигнала. Из выраже­ ния (11.13) получим

где п — соотношение скоростей изменения входного сигнала. При п — 2 получим

Таким образом, погрешность прибора в таком режиме определяется как раз­ ность удвоенного результата поверки с меньшей скоростью и результата поверки с большей скоростью. Время поверки на одном пределе можно определить из формулы

Принципиально возможно создание сигнала специальной формы, при ко­ тором минимизируется погрешность и время поверки прибора [1 ].

Особенности поверки цифровых приборов. Отличительным свойством цифровых приборов, по сравнению с аналоговыми, является наличие у них погрешности квантования Дк. При по­ верке предполагается, что погрешность квантования известна и ее определения не требуется. В то же время погрешность кванто­

Поэтому методика поверки должна предусматривать возмож­ ность определения погрешности прибора при условиях, когда погрешность квантования максимальна и складывается с инстру­ ментальной погрешностью прибора. Для этой цели измеряемую величину х регулируют до некоторого значения хХ) соответствую­

состоятельна только тогда, когда отсутствуют случайные состав­ ляющие погрешности прибора или они малы.

Часто инструментальная погрешность состоит из системати­

ческой М 1ДИ] и случайной составляющей Аи. Если последняя значительна, то она приводит к размытию границ перехода от одного показания прибора к другому. В этом случае значение х, при котором происходит переход, определяется^ тогда, когда повторяемость обоих показаний будет одинаковой.

Для определения случайной составляющей Ли следует задаться некоторой вероятностью р появления показаний хп и хп—Д„ и определить соответствующую этой вероятности зону Д.т размы­ тия границы перехода. Тогда оценка среднего квадратического отклонения инструментальной погрешности определится из фор­ мулы

Таким образом, методика определения погрешности цифрового прибора зависит от соотношения систематической и случайной составляющих инструментальной погрешности и погрешности квантования. Поэтому можно выделить четыре варианта состав­

и более раз) превышает погрешность квантования, случайная погрешность пренебрежимо мала; в этом случае для поверки сле­

ностью квантования, случайная погрешность соизмерима с систе­ матической. В последних трех случаях для поверки следует при­

тельных устройств в настоящее время применяются высокопроиз­ водительные измерительно-вычислительные комплексы ИВК, на­ пример ИВК-М1. Устройство ИВК-Ml состоит из ЭВМ типа СМ-4, высокоточной кодоуправляемой меры напряжения типа Ф7046, универсального цифрового вольтметра типа 1Ц68003, коммутатора и блоков сопряжения. Устройство ИВК-Ml имеет следующие характеристики: диапазон измеряемых напряжений 0...1000 В, погрешность меры напряжения 0,0003 %; диапазон изменения напряжения 10~0...10a В; токов 0,1...1,0 А, сопро­ тивлений 0,1 10 МОм. Программное обеспечение ИВК позво­ ляет определить систематическую и случайную погрешность, не­ линейность преобразования, коэффициент подавления помех общего вида, динамические параметры АЦП и ЦАП.

Поверка процессорных средств измерений. Средства измере­ ний с процессорами по своей организации отличаются от устройств

с жесткими структурой и алгоритмом работы. Можно отметить несколько таких отличий, влияющих на организацию контроля состояния подобных средств измерений:

впроцессорных средствах циркулируют цифровые потоки со словами различной длительности, появление которых стохастично;

втаких средствах измерений имеются многочисленные пути передачи информации;

впроцессорных, средствах для перехода от одного алгоритма работы к другому достаточно изменить программу, заложенную

вПЗУ, а работа этих систем скрыта в алгоритмах программы;

впроцессорных устройствах весьма высока скорость обмена информацией между блоками и обмен двунаправлен;

втаких устройствах осуществляется большое число элемен­ тарных операций, за которыми должна следить контрольная

аппаратура.

Все это заставляет разрабатывать принципиально новые ме­ тоды тестирования таких устройств и создавать специальные отла­ дочные средства [45, 47, 491.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Расчет математической методической погрешности и среднего квадратического отклонения методической погрешности при кван­ товании суммы входного воздействия и аддитивной помехи.

Пусть xj и П] соответственно входное воздействие и помеха в /-м измерительном эксперименте. На вход АЦП поступает сумма Xj -+- tij. Уравнение измерений (принятый алгоритм) имеет

вид

*7—[[*/4" Я/]днх["Уо]0.

Поскольку истинное значение Xj определяется уравнением

Xf = М о [тх]0]о,

то методическая погрешность

Амх/ = [[*/ nj\&Kx И*]о] 0 Пл4о [mJolo — Ап*/ 4~ А к*/ >