Сенсоры физических величин
Специальность 11.03.04 Электроника и наноэлектроника
Раздел 2. Методы повышения точности измерений
Томск 2026
Основные методы
Основные методы
1.Методы стабилизации параметров СИ/ИП технологическим путём
2.Методы пассивной защиты от быстро изменяющихся влияющих величин
3.Методы активной защиты от постоянных или медленно изменяющихся влияющих величин.
4.Исключение прогрессирующих погрешностей.
5.Методы коррекции систематических погрешностей.
6.Методы уменьшения случайной составляющей погрешности.
Основные методы
1. Методы стабилизации параметров ИП технологическим путём (в процессе изготовления)
использованием стабильных материалов;
отработка технологии изготовления как самих материалов, так и деталей ИП;
методы предварительного старения (имитация длительной эксплуатации для стабилизации характеристик);
применение новых физических явлений/эффектов для построения преобразователей, дающих лучшую стабильность и повторяемость параметров.
Основные методы
2. Методы пассивной защиты от
быстропеременных влияющих величин путём их усреднения (фильтрации) с целью снижения случайных погрешностей
Основные факторы, создающие быстропеременные воздействия:
пульсации в цепи питания.
наводки – переменные ЭДС, возникающие от электромагнитных полей, создаваемых работой силовых агрегатов (преобразователей), радиостанций.
вибрации, механические колебания.
резкие колебания температур.
Основные методы
2. Методы пассивной защиты от быстропеременных влияющих величин путём их усреднения
Экранирование цепей прибора – устраняет влияние электромагнитной наводки;
Частотная фильтрация в цепях питания – уменьшает пульсации.
Амортизация – защита от тряски и вибраций СИ, установленных на подвижных объектах.
Термоизоляция – уменьшение влияния колебаний температуры.
Достоинствами методов пассивной защиты является их простота, надёжность и малая стоимость, недостаток – невозможность
Основные методы
Электрическое экранирование
Принцип был предложен в 19-ом веке Майклом Фарадеем, который применил заземлённую электропроводную клетку (Faraday Shield) для защиты от электрического поля.
Типичным источником внешних наводок является сеть переменного напряжения (может иметь нежелательные связи со схемой СИ через паразитные емкости).
Электропроводный экран защищает от электрической составляющей поля, а также
от высокочастотной электромагнитной составляющей, если линейные размеры отверстий экрана меньше четверти длины волны электромагнитного излучения.
Экран обычно заземляют для привязки его электрического потенциала.
Основные методы
Экранирование цепей прибора
Коаксиальный кабель (от лат. co — совместно и axis — ось, то есть «соосный») — вид электрического кабеля. Состоит из четырех основных соосных элементов: центрального проводника (жилы), слоя диэлектрической изоляции, внешнего проводника-экрана (фольга/оплетка) и внешней защитной оболочки из ПВХ или полиэтилена.
Основные методы
Не допускайте протекания тока по экрану. Протекающий по экрану паразитный ток будет наводить паразитные сигналы на центральный проводник.
концы кабеля подключены к разным точкам заземления с разным потенциалом
Основные методы
Пусть СИ является вольтметр. Если его
сигнальный провод имеет паразитную связь с сетевым напряжением V~ через емкость Cp, то частьV~проходитнавходСИ.
Соответствующаяпогрешность пропорциональна коэффициентупередачинаводкиVси/V~:
|
Rs || Rси |
|
) | . |
| (R || R ) 1 / ( j C |
p |
||
s |
си |
|
|
Cp |
Объект измерения |
|
Средство |
|
|
|
измерения |
V~ |
Rs |
|
|
|
|
|
|
~ |
|
|
Rси Vси |
|
|
|
|
Vs
10