Основы метрологии, взаимозаменяемости и стандартизации
Контрольная работа - Компьютеры, программирование
Другие контрольные работы по предмету Компьютеры, программирование
пропорционален входному и зависит от коэффициентов преобразования цепи как обратного, так и прямого преобразования.
Если выполняется условие k?l, то уравнение (1.11) переходит в (1.7) и при этом нестабильность коэффициента преобразования цепи прямого преобразования не влияет на работу устройства. Практически, чем выше k?, тем меньше влияние k. Предел увеличения k? обусловлен динамической устойчивостью средства измерений.
Чувствительность (коэффициент преобразования) средства измерений с неполной компенсацией
S= = (1.12)
Мультипликативная погрешность, обусловленная изменением коэффициентов преобразования звеньев при достаточно малых изменениях этих коэффициентов.
Следовательно, при k?>>1 (что обычно имеет место) составляющая, обусловленная изменением коэффициента ?, целиком входит в результирующую погрешность, а составляющая, обусловленная изменением коэффициента k, входит в результирующую погрешность ослабленной в k? раз.
Нелинейность характеристики преобразования цепи прямого преобразования можно рассматривать как результат влияния изменения коэффициента преобразования k относительно некоторого начального значения при х = 0. Полученные уравнения показывают, что нелинейность характеристики преобразования уменьшается действием отрицательной обратной связи в k? раз.
Аддитивная погрешность может быть найдена путем введения в структурную схему дополнительных сигналов ?xo1, ?хо2,-.., ?xon, ?x`o1, ?х`o2,..., ?х`oт, равных смещениям характеристик преобразования соответствующих звеньев.
Применяя методику, рассмотренную выше, получим абсолютную аддитивную погрешнось, равную погрешности
?xo=[?xo1/k1 + ?xo1/(k1k2) +…. + ?xo1/(k1 k2...kn)] (?2?3….?m?x`o1 + ?3?4…..?m?x`o2 + …+ ?x`om). (1.13)
Следует отметить, что средства измерений могут иметь комбинированные структурные схемы, когда часть цепи преобразования охвачена обратной связью.
Вид структурной схемы средства измерений влияет не только на рассмотренные характеристики (чувствительность, погрешность), но также на входные и выходные сопротивления, динамические свойства и др.
- Время-импульсный цифровой вольтметр
В этих вольтметрах (рис. 2, а и б) измеряемое напряжение Ux предварительно преобразуется во временной интервал tx путем сравнения Ux с линейно-изменяющимся напряжением Uk.
Рис. 2. Схема (а) и диаграммы напряжений (б) время-импульсного вольтметра
При запуске прибора старт-импульсом в момент t1 срабатывает триггер Тг, который открывает ключ К и запускает генератор линейно-изменяющегося напряжения ГЛИН. Напряжение UK на выходе генератора ГЛИН начинает изменяться по линейному закону, и на вход ПУ подаются квантующие импульсы. В момент t2 при UK=UX сравнивающее устройство СУ стоп-импульсом через триггер и ключ прекращает подачу импульсов в ПУ. Таким образом, за время tx=t2 t1 = Ux/k (где k коэффициент, характеризующий скорость изменения напряжения Uк) на вход ПУ пройдет число импульсов
N=tx/T0=Uxf0/k. (2.1)
Составляющие погрешности прибора:
1) погрешность квантования, зависящая от tx/To;
2) погрешность реализации от нестабильности fо;
3) погрешность от наличия порога срабатывания СУ;
4)погрешность от нелинейности и нестабильности кривой линейно-изменяющегося напряжения, т. е. от непостоянства k; эта составляющая практически определяет точность этих вольтметров.
В настоящее время у время-импульсных ЦИУ погрешность снижена до 0,05 %. Показания этих ЦИУ определяются мгновенным размером входного сигнала, а поэтому эти ЦИУ чувствительны к помехам.
- Задача 1.14
Найти результат и погрешность косвенного измерения частоты по результатам прямых измерений реактивного сопротивления и индуктивности катушки с независимыми случайными погрешностями, распределенными по нормальному закону.
XL = (1,100,02) Ом, PxL = 0,96;
L = (1052) мГн, РL = 0,94.
Записать результат в стандартной форме для Р = 0,92.
Решение:
- Определяем результат косвенного измерения частоты по формуле
? = = = 10,476 (Гц)
- Определяем СКО случайной погрешности косвенного измерения ?(Y).
Для этого сначала находим СКО погрешности измерений XL и L:
?(XL)=,
где ?1 = 0,02 Ом половина доверительного интервала случайной погнрешности измерения реактивного сопротивления катушки;
Z1 значение аргумента Z для функции Лапласа
Ф(Z)= = = 0,48;
По таблице П.1 приложения для Ф(Z)=0,48 находим ZXL = 2,05
Отсюда
?(XL)= = 0,00976 Ом.
Аналгогично для нахождения ?(L) определяем Ф(Z)= = = 0,47
По таблице П.1 приложения для Ф(Z)=0,47 находим ZL = 1,87.
Отсюда
?(L)= = 0,00106 Гн.
Затем определяем ча?/p>