Преобразование с обратной связью:
Введение ООС уменьшает мультипликативную погрешность. Аддитивная остаётся неизменной!
-
Астатический режим при
= 0. Происходит полная компенсация
-
Статический режим
.
Происходит неполная компенсация
АЦП преобразуют аналоговый (непрерывный) сигнал вида y(t) в y(t1), y(t2)… , т.е. осуществляет дискретизацию входного сигнала. В основу преобразования положено квантование по уровню. Ошибка (разность между аналоговой и квантованной функциями) существует и равна шагу квантования. Для уменьшения погрешности нужно уменьшить шаг квантования и/или увеличить число уровней квантования.
Электромеханические приборы. В них под действием измеряемой величины возникает электрическая энергия, которая преобразуется затем в механическую энергию подвижной части (стрелки, например). В результате получается угол поворота β или длина линейного перемещения xпер. Они довольно простые и недорогие. Примеры: Магнитоэлектрический измерительный прибор и магнитоэлектрический логометр, Электродинамический ваттметр, Индукционный счётчик энергии.
Электронные приборы. Они преобразуют электромагнитную энергию одного вида в электромагнитную энергию другого вида посредством взаимодействия электронов (движущихся в вакууме, газе или полупроводнике) с электромагнитными полями. Приборы универсальны, измеряют все величины; имеют широкий диапазон частот. Для электронного прибора сопротивление входа стремится к бесконечности (проще говоря, составляет мегаомы). Примеры: Вольтметр переменного тока, Осциллограф однолучевой.
Цифровые приборы. В соответствии со значением измеряемой величины образуют код, а затем в соответствии с кодами измеряемую величину представляют на отсчётном устройстве в цифровой форме. Достоинства: универсальность, высокая точность, возможность вывода на экран ЭВМ. Примеры: Электронный вольтметр на принципе считывания, Времяимпульсный вольтметр.
Аналого-дискретные приборы. Совмещают собой гибриды электромеханических и цифровых приборов. Схема: Индикаторное в-во <- Воздействующее поле <- Вход.
Порог чувствительности – то минимальное значение входной величины, которое может быть зарегистрировано (но не измерено) данным средством измерения без применения дополнительных средств.
Время установления – промежуток времени от момента измерения величины до момента, когда отклонение указателя не будет выходить за установленные пределы.
Погрешности:
а) по формуле (везде важен знак!)
-
абсолютная
(может быть больше или меньше 0)
-
относительная
*100%
-
приведённая
*100%
б) по зависимости от измеряемой величины
- аддитивная (постоянная в каждой точке шкалы, при всех значениях входной измеряемой величины Х значения выходной величины Y изменяются на одну и ту же величину большую или меньшую от номинального значения)
- мультипликативная (линейно возрастающая или убывающая с ростом измеряемой величины, значения мультипликативных погрешностей изменяются пропорционально изменениям значений измеряемой величины, возникает из-за воздействия влияющих величин на параметрические характеристики элементов прибора)
в) по зависимости от случайных факторов
- систематическая (остаётся постоянной или меняется по некоторому закону при многократном измерении одной величины)
- случайная (меняется по случайному закону с интенсивностью, которую трудно предсказать; уменьшить никак нельзя, можно лишь учесть)
г) по зависимости от времени
- статическая (полагаем измеряемую величину неизменной во времени)
- динамическая (главный вопрос: как ведёт себя измеряемая величина во времени?)
д) по зависимости от влияющих факторов
- основная (при нормальных условиях эксплуатации – температуре, влажности, давлении, указанных в ГОСТе)
- дополнительная (при рабочих условиях)
Нормирование – это установление номинальных значений характеристик и зоны разрешённого разброса с гарантированной точностью. Нормируются все влияющие на точность измерения характеристики (погрешности, чувствительность, входной и выходной импульсы, динамические характеристики…)
Класс точности - это обобщающая характеристика, характеризующая предельные значения основной погрешности (либо основной, либо относительной, либо приведённой) и связанные с ней дополнительные погрешности. Выражается числом и выбирается из специального ряда. Обозначается буквой k.