Конспект лекции: Метрологические характеристики и параметры аналоговых электронных приборов. Нормирование погрешностей

Технические характеристики средств измерения (СИ), влияющие на результаты и погрешности измерений, называются метрологическими характеристиками.

Подаваемый на вход АЭП сигнал характеризуется, как правило, рядом параметров.

Информативным параметром входного сигнала называют параметр входного сигнала, функционально связанный с измеряемым свойством или является самим измеряемым свойством объекта.

Неинформативным параметром входного сигнала называют параметр входного сигнала, не связанный функционально с измеряемым свойством объекта измерения.

Информативным параметром выходного сигнала называют параметр выходного сигнала функционально связанный с информативным параметром входного сигнала или является выходной величиной меры.

Неинформативный параметр выходного сигнала – это параметр выходного сигнала не связанный функционально с информативным параметром входного сигнала преобразователя или не является выходной величиной меры.

Основные технические характеристики средств измерения:

Чувствительность – это отношение изменения выходного сигнала АЭП к вызывающему его изменению измеряемой величины. Различают абсолютную и относительную чувствительности:

S_абс.= ΔX_п/ΔХ, S_отн.= ΔX_п/(ΔХ/Х),
где ΔX – изменение величины на входе АЭП,
ΔX_п – изменение величины на выходе АЭП.
Х – мгновенное значение входной величины.

Существенной характеристикой АЭП является порог чувствительности – минимальное изменение входной величины, которое можно зафиксировать прибор без каких-либо дополнительных устройств.

Стабильность чувствительности – характеризует стабильность чувствительность во времени при различных воздействиях внешних факторов.

Диапазон и предел измерений. Диапазон – это область значений измеряемой величины для которой нормированы допускаемые погрешности прибора. Различают верхний и нижний пределы измерения приборов – наибольшее и наименьшее значения диапазона измерений. АЭП выпускают однопредельными и многопредельными. В многопредельных приборах диапазон измерений разбивается на поддиапазон, причём их верхние пределы выбирают так, чтобы существенно снизить относительную погрешность измерения. Динамический диапазон D=Х_в/Х_о определяется как отношение наибольшего верхнего предела измерений прибора Х_в к минимальному значению Х_о измеряемому прибором. Диапазон частот прибора определяется тем диапазоном частот измерения входного сигнала (измеряемая величина) при котором чувствительность прибора меняется в заданных пределах.

Различают узкополосные и широкополосные АЭП. Узкополосные предназначены для работы в узкофиксированной или регулированной полосе частот. Широкополосные рассчитаны на работу в условиях значительных изменений частоты входного сигнала, причём верхняя и нижняя границы диапазона частот нормируются для каждого типа приборов техническими условиями.

Потребляемая прибором мощность – это мощность, которую отдаёт объект измерения измерительному устройству, причём чем больше мощность, тем сильнее искажается объект измерений. Чем меньше потребляемая мощность, тем большее влияние на объект измерения оказывают шумы.

Время установления показаний – это промежуток времени от момента скачкообразного измерения входной величины до момента установления показаний отсчётного устройства (с заданной точностью).

Класс точности введён для сопоставления средств измерения, предназначенных для измерения одной и той же физической величины. Класс точности – это обобщённая характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей.

Нормирование погрешностей:

Если аддитивная составляющая погрешности преобладает над мультипликативной, то нормируется абсолютная погрешность, нормируемое значение, выражается одним числом. При этом предел относительной погрешности σ ²(х)= Δх/х будет иметь вид:

Нормирование по Δ_а не позволяет сравнивать приборы с различными диапазонами измерений.

Если мультипликативная составляющая преобладает над аддитивной, то нормируется по &Deltaи*Δм=b_x (x – измеряемая величина, b – коэффициент преобразования). В этом случае: δ =b_x/х=b±q, где q принадлежит р=(1;2;1,5;2;2,5;4;5;6)•10ⁿ, где n=1;0;-1;-2.

Если аддитивная и мультипликативная составляющая соизмеримы, то предел допускаемой погрешности:

δ_пр.=(a+b_x)/x=a/x+a/X_k-a/X_k+b=(b+a/X_k)+d(X_k/x-1), d=a/X_k, (b+a/X_k)=c, δ_пред.=c+d(X_k/x-1),
где Х_к – верхний предел измерения,
d – аддитивная составляющая погрешности,
с – показывает предельную погрешность прибора на верхнем пределе,
(c-d) – мультипликативная составляющая погрешности,
c,d – это параметры класса точности γ =с/d=1/0.5.

Внимание! Каждый электронный конспект лекций является интеллектуальной собственностью своего автора и опубликован на сайте исключительно в ознакомительных целях.