Основні статичні характеристики ЗВ

⇐ ПредыдущаяСтр 6 из 31Следующая ⇒

Градуювальна характеристика ЗВ - залежність між значеннями вимірюваної величини на виході та вході ЗВ, визначені під час градуювання та подані у вигляді таблиці, графіка або формули.

Функція перетворення– це залежність між вихідною та вхідною величинами вимірювального перетворювача.

Похибкияк міра досконалості ЗВ.

Класи точності

Клас точності ЗВТ – узагальнена характеристика, що визначається границями допустимої основної і додаткової похибок, а також іншими характеристиками, що впливають на його точність, значення яких регламентуються.

Таблиця 3.2

Формула для границі допустимої похибки

Приклад

Позначення на ЗВТ

Додаток

∆=±а

∆=±(а+b*x)

γ=±(∆*100)/ Х_N

γ=±1,5%

1,5

Х_N виражає-ться в одиницях вимірюваної величини

1,5^ˇ

Х_N визначається довжи-ною шкали

δ=±(∆/Х)*100%

δ=±0,5%

δ=±(∆/Х)*100% = ±(c+d*(X_k/X-1))

δ=±(0,02+0,01(X_k/X-1))

0,02/0,01 c/d

коефіцієнти a,b,c,d визначаються з ряду (1;1,5;2;2,5;4;5;6)*10ⁿ, де n=1,0,-1,-2,-3...

Умови експлуатації ЗВТ

Основна і додаткові похибки засобів вимірювальної техніки.

Основна і додаткові похибки ЗВТ визначаються для статичного режиму вимірювання ЗВТ і тому являють собою складові статичної похибки ЗВТ. Поділ на основну і додаткові похибки зв'язаний із залежністю похибок ЗВТ від впливних величин (або умов застосування ЗВТ) і ненормативних параметрів вхідного вимірювального сигналу ЗВТ.

Впливні величини (і неінформативні параметри вимірювального сигналу) можуть змінюватися в широких межах, і цим визначається нормування статичної похибки ЗВТ.

Залежно від значень (інтервалу значень) впливних величин для ЗВТ установлені нормальні, робочі й граничні умови застосування ЗВТ (умови вимірювань).

Нормальні умови застосування засобу вимірювальної техніки - це умови застосування ЗВТ, за яких впливні величини мають нормальні (номінальні) значення або знаходяться в границях нормального інтервалу (області) значень.

Робочі умови застосування засобу вимірювальної техніки - це умови застосування ЗВТ, за яких значення впливних величин знаходяться в границях робочого інтервалу значень, що є більш широким, ніж нормальний інтервал значень.

Під нормальним розуміють інтервал (область) значень виливної величини, в границях якого змінюванням результату вимірювань під ії дією можна знехтувати згідно з установленими нормами точності.

Частину простору (навколо об'єкта вимірювань і ЗВТ), в якому нормальна область значень впливних величин знаходиться в установлених границях, називають робочим простором.

Граничні умови визначають значення впливних величин, при яких допускається транспортування і зберігання ЗВТ без зміни їх метрологічних характеристик після повернення цього засобу в робочі умови. Граничні умови перевершують робочі умови, вони є екстремальними.

З нормальними і робочими умовами пов'язано визначення основної і додаткової похибок ЗВТ.

Основна похибка засобу вимірювальної техніки - це похибка ЗВТ при нормальних умовах його застосування.

Додаткова похибка засобу вимірювальної техніки - це похибка ЗВТ, яка виникає додатково до основної похибки за робочих умов його застосування, тобто за умов відхилення хоча б однієї з впливних величин від нормального значення або її виходу за границі нормального інтервалу значень.

Таким чином, нормальні умови застосування ЗВТ являють собою сукупність нормальних значень (або нормальних інтерв&чів значень) впливних величин, для яких (або в границях яких) нормується основна похибка ЗВТ. За нормальних умов дією впливних величин на похибку ЗВТ можна знехтувати, тобто при нормальних умовах застосування ЗВТ забезпечується їх мінімальна статична похибка. Вона обумовлена відхиленням дійсної градуювальної характеристики (функції перетворення) ЗВТ від номінальної градуювальної характеристики (функції перетворення).

За нормальних умов здійснюються градуювання і повірка ЗВТ. Нормальні умови задаються нормативно-технічними документами. Для більшості ЗВТ установлені такі номінальні умови (для деяких впливних величин):

температура навколишнього повітря - (20 ± 5)°С або (293±5)К;

відносна вологість повітря - (65 ±15) %;

атмосферний тиск - (101,3 ± 4) кПа або (760 ± 30) мм рт. ст.;

частота вібрації - 1 ...60 Гц;

- середнє квадратичне значення напруги живлення - (220±4,4) В і (115±2,5)В;

- частота напруги живлення - (50 ± 1) Гц і (400 ±12) Гц.

Для деяких засобів вимірювальної техніки, наприклад електричних і магнітних величин, установлені відмінні від указаних нормальні умови, що визначають як номінальні (нормальні) значення впливних величин, так і допустимі відхилення від них при проведенні випробувань (табл. 3.3).

У робочих умовах допускаються більш широкі відхилення виливних величин від номінальних значень, причому для різних умов експлуатації (застосування) ЗВТ можна встановлювати різні границі робочого інтервалу виливних величин. За цих умов поряд з основною похибкою ЗВТ треба враховувати і додаткові похибки.

Додаткова похибка D_дод являє собою різницю між значенням похибки D_ф, яке відповідає деякому фактичному значенню впливної величини в робочих умовах застосування ЗВТ, і значенням його основної похибки D_о, яке відповідає номінальному значенню (інтервалу значень) впливної величини: D_дод = D_ф-D_о.

Похибку ЗВТ у реальних (робочих) умовах його експлуатації інколи називають експлуатаційною. Вона складається з основної й усіх додаткових похибок, об'єднаних за правилами підсумовування, і може бути значно більшою від основної похибки ЗВТ.

Таким чином, додаткова похибка викликається реакцією ЗВТ на зміну впливних величин і неінформативних параметрів вхідного сигналу, а отже, залежить як від властивостей ЗВТ, так і від зміни впливних величин. Вона може мати декілька складових, залежно від числа впливних величин і неінформативних параметрів вхідного сигналу ЗВТ.

Загальний вираз для оцінки сумарного значення додаткових похибок можна одержати з рівняння (3.1) для градуювальної характеристики ЗВТ, записавши його з урахуванням впливних величин:

¥ = Р(ХД^2,...Л,-Дь),

де - виливні величини, і = 1,Ь.

Припустимо, що вимірювана величина X залишається незмінною, а виливні величини одержали малі прирости ДЕ,,. Тоді, використовуючи розкладання функції У у ряд Тейлора в точці ^, і = 1, Ь, по величинах Д£} до лінійного члена, одержимо вираз для приросту (абсолютної додаткової похибки) результату вимірювання:

де Д¥^ =(5У/9^І)Д^1 - частинні похибки вимірювань, викликані відхиленням дійсних значень впливних величин ^ від своїх нормальних (номінальних) значень £ін:

Якщо всі відхилення Д^ знаходяться в границях нормального інтервалу значень, то всі частинні похибки ДУ^ входять в основну похибку

ЗВТ і окремо не виділяються. Якщо одна або декілька впливних величин вийдуть за ці границі, то відповідні їм частиі ні похибки переходять у розряд додаткових. При виході значення впливної величини за границі робочого інтервалу похибка ЗВТ не нормується. У цьому разі проводити вимірювання не дозволяється.

Похідні дУ/д^ називають коефіцієнтами або функціями впливу. Функція впливу являє собою функцію, аргументом якої служить зміна впливної величини відносно свого нормального значення. Самі функції впливу визначають відповідні значення метрологічних характеристик ЗВТ відносно тих значень, які вони мають у нормальних умовах. Наприклад, зміна температури навколишнього середовища призводить до зміни тиску потоку, миттєва витрата якого вимірюється витратоміром. Зміна однієї впливної величини може викликати зміну декількох параметрів ЗВТ. Так, зміна температури навколишнього повітря викликає зміну магнітного потоку постійного магніту і властивостей протидійних пружин магнітоелектричного приладу (див. підп.6.3.1). У цьому разі впливна величина одна, а функцій впливу дві.

Таким чином, змінювання впливних величин призводить до змінювання показів ЗВТ у часі. Це явище називають дрейфом показів ЗВТ. Природно, бажано приймати заходи для його зменшення.

У вимірювальній техніці здебільшого враховують дію впливних величин тільки на систематичну похибку ЗВТ. Дією впливних величин на інші метрологічні характеристики ЗВТ можна знехтувати, оскільки відповідні зміни цих метрологічних характеристик, як правило, досить малі. Крім того, врахування дії впливних величин не тільки на систематичну складову похибки ЗВТ ускладнює без помітної користі як нормування й оцінювання функції впливу, так і розрахунок похибки вимірювання.

Інколи функції впливу різних впливних величин на систематичну похибку (або на інші метрологічні характеристики ЗВТ) взаємно залежні (корельовані). Це означає, що від значення якоїсь однієї виливної величини залежить функція впливу іншої впливної величини. Тоді замість оцінювання окремих функцій впливу доцільно вводити функції спільного впливу декількох впливних величин. Такі функції значно складніші і їх оцінювання потребує спеціальної методики, пов'язаної з оптимальним плануванням експерименту. Тому часто нехтують взаємною залежністю функцій впливу і користуються підсумовуванням похибок від окремих функцій впливу. Взагалі кажучи, при цьому треба було б оцінювати похибку розрахунку характеристик інструментальної похибки вимірювання, яка викликається подібним спрощенням функції впливу, але звичайно цього не роблять. Для обґрунтування використання окремих функцій впливу з метою кращого наближеного обчислювання характеристик інструментальних похибок вимірювань необхідно, щоб функції впливу ЗВТ не залежали одна від одної.

Умови вимірювань можуть бути контрольованими або ^контрольованими. Таке розмежування умовне: з одного боку, неможливо повністю контролювати всі умови проведення вимірювального експерименту, а з іншого - не можна здійснити вимірювання в умовах, повністю не контрольованих. Таким чином, можна говорити про контрольованість умов у визначених межах, обумовлених потрібною точністю вимірювань.

Контроль умов вимірювань можна здійснити двома способами. По-перше, можна стабілізувати умови технічними засобами так, щоб впливні величини знаходились у заданих (допустимих) границях. Це гарантує досягнення потрібної точності вимірювань. Такий шлях найкращий, проте не завжди може бути реалізований. У першу чергу це пов'язано з характером і керованістю об'єкта вимірювання. Якщо об'єкт є природним, то, як правило, керування умовами вимірювань і їх стабілізація неможливі. По-друге, контролювати умови можна шляхом вимірювання впливних величин і використання результатів цих вимірювань при обробці даних. Більш того, одна з тенденцій подальшого розвитку приладобудування полягає в автоматизації урахування умов вимірювань в остаточному результаті вимірювання за допомогою мікропроцесорів (або ПК).

При особливо точних і відповідальних вимірюваннях контроль умов їх проведення здійснюється комбінованим способом: наскільки це можливо стабілізують умови і з потрібною точністю вимірюють впливні величини, що дозволяє ввести, в тому числі автоматично, відповідні поправки до результату вимірювання.

Закордонні приладобудівні фірми часто не застосовують поняття основної похибки и приводять у паспортах ЗВТ лише значення границь допустимої (гарантованої) повної похибки для деяких умов експлуатації цих ЗВТ. Наприклад, абсолютна похибка ЗВТ може бути задана в такому вигляді:

А = ±(0,02% оі Я + 0,005 оГ Р8) за шість місяців при температурі 5...35°С, де Я - показ (від англійського слова геадіп§), Р8 - повна шкала (від слів йіИ зкаіе). Отже, абсолютна допустима похибка таких ЗВТ буде визначатися значенням (границями), що дорівнює сумі двох складових: 0,01% від показу та 0,02% від діапазону шкали ЗВТ.

Дата добавления: 2018-05-09; просмотров: 705; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 2 3 4 567 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!