46. Статические характеристики и параметры средств измерений

Основной характеристикой СИ в статическом режиме является функция (уравнение) преобразования - зависимость информативного параметра выходного сигнала от информативного параметра его входного сигнала. В общем виде она может быть записана где F - некоторый функционал, описывающий ряд определенных математических операций, производимых над входной величиной X.

При разработке СИ стремятся к тому, чтобы обеспечить линейную связь между входной и выходной величинами: ,

или в упрощенной форме записи Y(t)=KX(t), где К - коэффициент преобразования. Например, для электромеханического амперметра магнитоэлектрической системы функцией преобразования является линейная зависимость.

Функция преобразования, представленная в виде формулы, таблицы или графика, используется в рабочих условиях для определения значений измеряемой с помощью СИ величины по известному информативному параметру его входного сигнала. Линейные функции преобразования, проходящие через начало координат, могут задаваться путём определения коэффициента преобразования К.

Различают три вида функций преобразования:

номинальную F, которая указывается в нормативно-технической документации на данный тип СИ. Она устанавливается для СИ массового производства;

индивидуальную F_И, которая принимается для конкретного экземпляра СИ и устанавливается путём экспериментальных исследований (индивидуальной гра-дуировки) этого экземпляра при определённых значениях влияющих величин;

действительную F_Д, которая совершенным образом (без погрешностей) отражает зависимость информативного параметра выходного сигнала конкретного экземпляра СИ от информативного параметра его входного сигнала в тех условиях и в тот момент времени, когда эта зависимость определяется.

Под типом СИ понимается совокупность СИ, имеющих одинаковые назначение, схему и конструкцию и удовлетворяющих одним и тем же техническим требованиям.

Полная суммарная погрешность СИ, для которых нормируется номинальная функция преобразования, _ВЫХ=F(X_Д) – F_Д (X_Д)=F(X_Д) – Y_Д. Она называется погрешностью по выходу СИ, поскольку приведена к его выходу. Кроме этого используется погрешность по входу (рисунок 1.2) _ВХ=F^-1(Y_Д) – X_Д, где X_Д - действительное значение информативного параметра измеряемой (входной) величины; F^-1(Y_Д) - функция, обратная номинальной функции преобразования СИ, называемая его градуировочной характеристикой.

Некоторые СИ обладают вариацией показаний, под которой понимается разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к ней со стороны меньших и больших значений измеряемой величины.

Важной характеристикой СИ является его чувствительность S - свойство, определяемое отноше-нием изменения Y выходного сигнала Y к вызывающему его изменению Х входного сигнала X. Различают абсолютную S=Y/X и относительную S=Y/(X/X) чувствительности.

Наименьшее значение изменения физической величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение, называется порогом чувствительности данного средства измерений.

Существует ряд характеристик и параметров СИ, которые описывают некоторые их свойства безотносительно к режиму работы. К ним относятся импедан-сные характеристики - характеристики, описывающие свойства СИ отбирать или отдавать энергию через свои входные или выходные цепи. Для электрических СИ - это прежде всего входные и выходные сопротивления и емкости.

Воздействие влияющих величин на метрологические характеристики СИ описываются функцией влияния () - зависимостью изменения характеристик и параметров от изменения влияющей величины  или совокупности влияющих величин ₁, …,_К.

Все рассмотренные выше характеристики являются метрологическими. Кроме них существует большая группа характеристик, называемых неметрологическими. К ним относятся показатели надежности, устойчивости к климатическим и механическим воздействиям, время установления рабочего режима, напряжение питания, потребляемая мощность и др.