2.7 Факторы, ограничивающие точность измерения

Если при измерениях избавимся от всех погрешностей средств измерений: нестабильности коэффициента преобразования звеньев, помехи, наводки, то точность все равно будет ограничена вследствие термодинамической помехи.

Если температура входной части прибора не равно в точности абсолютному нулю, то прибор потребляет часть энергии от входного сигнала и под действием ее (этой энергии) возникает тепловое движение молекул прибора, которые порождают шумы, случайные флуктуации. Их средняя мощность определяется как:

постоянная Больцмана;

абсолютная температура;

полоса частот флуктуаций.

Из этого вытекает следующее:

1. Если энергия шума равна полной энергии потребляемой измерительным прибором от объекта измерений:

t - время наблюдения, то и энергия сигнала представляет в этом случае термодинамический порог чувствительности. Этот параметр необходимо знать для приборов измеряющих интенсивность сигнала (U,I).

2. Если энергия измеряемого сигнала будет равно меньшей энергии шумов:

то измерение также невозможно. И этот порог называется энергетическим порогом чувствительности.

Энергетический порог чувствительности измерительного прибора - это энергия, которая потребляется от объекта измерения за время измерения, при котором измеряемая величина равна абсолютной погрешности прибора

t - время измерения.

Предельно малое значение С=

2.8 Методы повышения точности приборов

Делится на две группы:

1. Методы предотвращения возникновения погрешностей. К ним относятся:

1. конструктивно-технологические;

2. защитно-предохранительные.

1а) методы заключаются в использовании материалов элементов со стабильными параметрами по отношению к возмущающим факторам. Например, резисторы с min TKC и с min ТКЕ

• строгое соблюдение технопроцессов и выдерживание параметров (размеров, степени чистоты, тепловой обработки) в производстве, при сборке и регулировке.

1b) сводится к применению систем амортизации (защиты приборов от вибрации, перегрузок и т.д.)

• термостатирование (защита от температуры окружающей среды, влажности);

• фильтрации помех.

2. Методы снижения погрешностей. К ним относятся:

1. методы коррекции;

2. статистической минимизации ;

2а) основываются на калибровке приборов, введение в схемы цепей коррекции.

2b) уменьшают погрешности за счет статистической обработки многократных и многоканальных измерений.

Вопросы для самоконтроля

1. Дать определение метода измерений.

2. На какие группы можно разделить все методы измерений?

3. В чем суть дифференциального метода измерений?

4. В чем суть нулевого метода измерений?

5. В чем суть метода замещения?

6. В чем суть метода совпадений?

7. Какая погрешность называется основная?

8. Какая погрешность называется дополнительной?

9. Что означает класс точности?

10. Как нормируют основную погрешность?

11. Дать определение приведенной погрешности?

12. Почему выражают погрешность в виде дроби двух чисел?

13. На какие виды можно разделить все виды структурных схем измерительных приборов?

14. Достоинства и недостатки схем прямого преобразования?

15. Достоинства и недостатки схем сравнения?

16. На какие группы можно свести все метрологические характеристики?

17. Какие метрологические характеристики используются для получения результата измерений?

18. Что определяет чувствительность прибора?