- •Характеристики сенсорів та актюаторів
- •Передавальна функція
- •Передавальна функція
- •Передавальна функція
- •Передавальна функція
- •Передавальна функція
- •Опір та узгодження опорів
- •Діапазон та амплітуда
- •Діапазон та амплітуда
- •Діапазон та амплітуда
- •Точність, похибки, нестабільність
- •Точність, похибки, нестабільність
- •Приклад: похибки
- •Похибки
- •Більше про похибки
- •Границі похибок – лінійні передавальні функції (ПФ)
- •Границі похибок – нелінійні ПФ
- •Границі похибок – нелінійні ПФ
- •Часова нестабільність
- •Чутливість
- •Чутливість
- •Чутливість
- •Аналіз чутливості
- •Аналіз чутливості
- •Приклад – похибка сумування
- •Приклад 1 – похибки відсутні
- •Приклад 1 – похибки присутні
- •Приклад 2 – давач перепаду
- •Приклад 2
- •Приклад 3 – послідовні давачі
- •Гістерезис
- •Гістереезиз - приклад
- •Nonlinearity (cont.)
- •Насиченість
- •Частотна залежність
- •Частотна залежність
- •Частотна залежність
- •Точки “половинної енергії”
- •Частотна залежність (приклад)
- •Час відклику
- •Час відклику
- •Час відклику
- •Калібрування
- •Калібрування
- •Калібрування
- •Калібрування
- •Роздільча здатність
- •Роздільча здатність
- •Роздільча здатність
- •Інші параметри
- •Інші параметри
- •Інші параметри
Приклад 2 – давач перепаду
•Вихід пропорційний різниці між виходами двох давачів
•Вихід рівний нулеві, коли T1=T2
•Відсутність шуму
•Відустніть похибок
Приклад 2
s = dy1 |
, |
s |
2 |
= dy2 |
|
1 |
dx1 |
|
|
dx2 |
|
|
|
|
|
||
y = y1 y2 = s1x1 s2yx
s = d
y1 y2
d
x1 x2
Приклад 3 – послідовні давачі
•Виходи об’єднані у послідовність
•Вхідні сигнали паралельні
•Виходи сумуються
•Шум визначається з допомогою добутку чутливостей
y = y1 + y2 + y3 + ... + yn = (s1 + s2 + s3 + ... + sn)x = nsx
S = ns
Гістерезис
•Гістерезис –
відхилення виходу давача в певному місці при підході з різних сторін
•Спричиняеться електричною або механічною підсистемою
–Магнетичні
властивості
–Термічні властивості
–Слабкий зв’язок
Гістереезиз - приклад
•У випадку вимірювання температури в точці 50 C на виході може бути 4.95В при зростанні чи 5.05В при падінні температури.
•Це відповідає похибці у ±0.5% (для вихідного діапазону у 10 В це ідеалізований варіант).
•Гістерезис присутній і в актюаторах та навіть більш для них характерний, так як пов’язаний зі зміщенням.
Нелінійність
•Як властивість давача (нелінійна ПФ) або ж спричинена похибками
•Похибки нелінійності впливають на точність
•Нелінійність визначається як максимальне відхилення від ідеальної лінійної ПФ.
•Нелінійність потрібно виводити з реальної ПФ або з кривої калібрування
•Далі представлено кілька методів для виконання цього:
Нелінійність
•a. Використовуючи амплітуду:
–Проветсти пряму між крайніми точками амплітуди (line 1)
–Визначити максимальне відхилення реальної кривої від даної лінії
–Метод прийнятний в малих діапазонах
–Метод дає загальну оцінку нелінійності
Нелінійність
•b. З використанням двох точок, що визначають частину робочого діапазону давача / актюатора:
–Проветсти пряму між цими точками
–Продовжити лінію до покриття цілого діапазону
–Визначити максимальне відхилення реальної кривої від даної лінії
–Метод прийнятний при малих частинах робочого діапазону (наприклад, для термометрів, що вимірюють температуру людського тіла)
–Покарщує дані про нелінійність в звуженому діапазоні
Нелінійність
•c. Метод найменших квадратів
–Взяти n точок на кривій ПФ, xi,yi, i=1,2,…n.
–Припустити, що в ідеалі матимето лінію: y=ax+b (line 2)
–Визначити a і b наступним чином:
|
n |
n |
|
n |
|
n |
n |
n |
n |
|
n• xiyi |
• xi |
• yi |
|
|||||
a = |
|
• xi2 |
• yi |
• xi |
• xiyi |
||||
i=1 |
i=1 |
i=1 |
b = i=1 |
i=1 |
i=1 |
i=1 |
|||
|
n |
n |
|
2 |
|
|
n |
n |
2 |
|
n• xi2 |
• xi |
|
|
n• xi2 |
• xi |
|||
|
i=1 |
i=1 |
|
|
|
|
i=1 |
i=1 |
|
Nonlinearity (cont.)
•d. Використання дотичної до кривої в точці
–Взяти точку в середині заданого інтервалу
–Провети дотичну в межах амплітуди ПФ (line 3)
–Порахувати нелінійність, як у попередніх випадках
–Метод дієвих в мадих діапазонах при невеликому значенні неленійності
