Модель си (Вар. 2)

Рис. 8. Математическая модель СИ (Вар. 2)

x – сигнал на входе, y(х) – сигнал на выходе СИ

Функция преобразования СИ (Вар. 2)

y = n = Р/С , (17)

где y = n – выходной параметр СИ.

Вариант 2 СИ представляет собой измерительный прибор, так как величину Р непосредственно считывают по шкале СИ, а не определяют путем пересчета первичных данных.

Чувствительность си

S = dy/dx = dn/dP = N/ Р_верх. = 1/С . 18

S = const для Вар. 2.

Сопоставим Вариант 1 и Вариант 2 средств измерения давления (Пример 2) по следующим признакам:

0. а) конструктивные характеристики.

1. б) тип измерения и тип метода, осуществляемые с помощью СИ.

2. в) метрологические характеристики средств измерения.

Тип прибора выявляется по функции преобразования.

Рис. 9. Функция преобразования СИ (Вар.1)

1 – линейная зависимость, 2 – реальная функция преобразования, 3 – линейный участок,

x_нижн = 0 кгс/ см² ,

x_верх = 2000 кг/ см² .

Функция преобразования (Вар.1) имеет сложную форму (рис. 8) по сравнению с линейной.

Чувствительность (Вар.1) зависит от давления:

S = dy/dx = f(P).

Функция преобразования (ФП) (Вар. 1) задается как:

1. Таблица;

2. Уравнение  = f(P).

Таблицы, функции преобразования и градуировочные зависимости бывают номинальными и индивидуальными.

Тип СИ

Сравним конструкции Вар. 1 и Вар. 2. Вариант 1 представляет собой измерительный преобразователь. Оператор считывает  (дел.) и пересчитывает это число в давление P с помощью расчетного уравнения.

Выделяем в Вар. 2 блок преобразования БП. Это конструктивное дополнение по сравнению со схемой Вар. 1 позволило превратить преобразователь в СИ другого типа - измерительный прибор.

Тип метода

Вар. 1 реализует косвенный метод измерения, так как он предусматривает:

1) считывание первичного результата , который не совпадает с Р,

2) определение Р по расчетному уравнению Р_изб = f( ).

Вар. 2 реализует прямой метод.

В учебной лаборатории кафедры ИТФ имеется трубчатый манометр. Его метрологические характеристики являются следующими:

а) диапазон шкалы (Р_н … Р_в) составляет (0 ...400 дел.) по n или (0 … 250 кгс/см²) по Р,

б) погрешность измерения определяется классом 0.15% от верхнего предела, что составляет

_доп = (0.15250)/100 = 0,375 кгс/см²,

в) чувствительность

S = 400 / 250 = 1.6 дел/(кгс/см²),

г) цена деления

С=250/400 = 0.625 (кгс/см²)/дел.

Характеристика СИ как объекта патентной экспертизы: 1) устройство, 2) способ

Связь метода и метрологических характеристик СИ.

Метрология это наука о методах и средствах обеспечения единства измерений по отношению к погрешности измерения. Условиями для решения задачи единства измерений являются следующие положения:

а) результаты измерения х, полученные с помощью данного СИ, должны выражаться через узаконенные единицы измерения [x],

б) должны быть установлены: 1) допускаемые погрешности _{доп ,} 2) пределы, за которые погрешности не должны выходить при заданной вероятности.

Модель идеального СИ (измерительный прибор, прямой метод)

Рис. 1. Модель идеального СИ

Идеальное СИ определяет (дает на выходе) отношение двух однородных величин со следующим результатом

х/ [x]₀ = x’ , (19)

где [x]₀ – величина единицы свойства – эталона, x’– истинное значение (размер) свойства х.

Отношение x’ есть значение (размер, величина) свойства х. Значение зависит от выбора эталона. Значение можно представить как некоторое число на числовой оси x’.

Результат измерения свойства (выходной сигнал) представляем в виде произведения двух частей

х = x’ [x]₀. (20)