Михайлов_Автоматика и автоматизация измерений

8. Метрологические характеристики СИ.

Метрологические характеристики(МХ)- называют технические характеристики общие для всех СИ и использующиеся для оценки точности измерения, сравнения СИ между собой и возможности выбора.

Все МХ нормируются.

МХ СИ делятся на 5 групп:

1. характеристики предназначенные для определения результатов измерения

Любое СИ в общем виде представлено следующим образом:

СИ

К характеристикам 1-ой группы относят:

-статические хар-ки- это зависимость выходной величины от входной. Y=f(X)

-диапазон измерений

-цена деления шкалы прибора

3.хар-ки определяющие чувствительность СИ: - функция влияния

- изменение коэф-та преобразования СИ y=kx - дополнительные погрешности

4.динамические хар-ки СИ:

-система диф.уравнений описывающих поведение СИ

-передаточная функция

-переходная характеристика

-импульсная характеристика

-амплитудно-частотная

5.хар-ки взаимодействия с подключ-ми устройствами

Любое СИ может быть представлено в виде 4-х полюсника

Rд

Rвх

9. Статические и динамические характеристики СИ. Статические характеристики- называются характеристики

отражающие связь между входной и выходной величиной.

кривые.

В СИ различают следующие виды статических характеристик:

1.линейная статическая хар-ка y=kx b

2.линейная хар-ка с ограничениями

3.линейная хар-ка с зоной нечувствительности

4.нелинейная хар-ка

Чувствительность СИ.

СИ

S- такая min входная величина которая приводит к уверенному фиксированию выходной величины СИ.

С математической точки зрения:

Уверенное фиксирование выходной величины означает:

- если шкала отсчетного устройства СИ выполнена в делениях, то уверенно регистрируемым значением будет считаться показание отсчетного устройства с погрешностью не лучше чем ± 0,5 деления.

- Если шкала прибора имеет цифровые обозначения, погрешность СИ ±1 последнего разряда.

Динамические характеристики.

Все СИ в своем составе имеют механические и электрические узлы, которые могут реагировать на входной сигнал с задержкой. В связи с этим выходной сигнал появляется позже.

Если входное воздействие является функция от времени то и вых. будет зависить от t.

Зависимость y(t)=f(x(t)) является динамической характеристикой в отличии от статической хар-ки.

Для определения реакции СИ на входное воздействие используют входной сигнал в виде ступеньки, при этом в автоматических СИ регистрируются следующие виды динамических характеристик:

1.когда выходное воздействие полностью повторяет входное воздействие, то называется безинерционное.

2.функция на выходе представляет апериодический характер, время установления- 0,75 установившегося значения.

3.любой прибор в своем составе имеет инерционные элементы, механические узлы, магнитные цепи, эл.ѐмкости и характеристика СИ может иметь колебательный характер периодически затухающих колебаний.

10.Погрешности СИ. Государственная система приборов.

Все СИ описыв-тся некоторой статич. хар-кой или градуированной кривой. Линейная статич. хар-ка:

Погрешности:

1.погрешности, при которых функция вел-ны нарастают. При росте или падении вел-ны наз-ют мультипликативными:

2.погрешности, при которых У остается постоянным при изменении Х. Наз-ся аддитивной:

3.погрешности гистерезиса а). выходная хар-ка транзистора

б). кривая магнитного насыщения

При многократном подходе к измеряемой вел-не как слева (Х увеличив-ся), так и справа (Х уменьш-ся), наблюдается явление размывания точки, образуя зону неопредел-сти. Хар-р изменения У в этой зоне носит нормальный хар-р (гауссовское распределение). Такие погр-сти – это погр-сти гистерезиса.

Погр-сть рассчит-ся с помощью понятия вариации показателей:

W=(Упрям-Уобр)/ΔХприбора это все ×100%

Государственная система приборов (ГСП).

Все приборы, которые выпускаются промышл-стью, проходят гос. регистрацию в реестр. Приборы имеют метрол-кие хар-ки для обеспечения эконом-ого и технич-ого эффекта. Принципы построения ГСП:

1.разделение приборов по функц-ому признаку 2.минимиз-ция на основе создания параметрич-их рядов номенклатуры изделия

3.построение типовых унифиц-ых приборов на основе блочномодульных конструкций 4. совместимость приборов и устройств на основе унификации

сигналов связи (цифровые, процессорные, компьютериз-ые приборы).

11.Первичные измерительные преобразователи (ПИП). Классификация по входным и выходным величинам.

ПИП (датчик, детектор, чувствит-ый элемент) – элемент, предназначенный для преобразования физ.-хим. параметра в электрич-ий сигнал, при этом соотношение между входным и выходным сигналом известно.

Классификация ПИПов основывается: 1.на роде входных сигналов 2.по выходным сигнала (по принципу работы)

Классификация ПИПов по входным сигналам

12.Реостатный ПИП.

Реостатный ПИП – ПИП, у которого ф-ция сопротивления=ф-ции перемещения R=f(x), х – механическое перемещение. Этот реостат подключен к источнику, у которого у явл-ся функцией передвижения движка х.

Использ-тся для точных измерений перемещений, размеров образцов. Способы устранения недостатков реостатного ПИПа:

1.значит-ое увеличение Rвх измер-ого преобразователя, тогда

Rобщ не зависит от Rх

2.графич-ое опр-ние нелинейной хар-ки реостатного преобр-ля с послед-им изготовлением формы реостата обратной этой зависимости