Повышение точности и помехозащищённости средств измерений

Дипломная работа - Компьютеры, программирование

Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование



довольно применим.

Пусть элемент СИ имеет функцию преобразования и погрешность, приведённую ко входу Корректирующее звено подключено параллельно и имеет функцию преобразования и погрешность .

x y

Рисунок 3 - Линейная схема с параллельным соединением элементов

Тогда на выходе СИ с коррекцией имеем следующие соотношения (при отрицательной обратной связи)

Решая эту систему уравнений относительно y получим

Номинальное значение выходного сигнала СИ с коррекцией равно (элементы iитаются линейными)

Погрешность выходного сигнала СИ с коррекцией равна (в линейном приближении по x)

Данное соотношение можно упростить; оставляя только члены, линейные по погрешностям:

В последнем случае выражение для погрешности при условии, что и принимает вид

т.е. мультипликативная погрешность может быть существенно снижена.

Из вида соотношения (1.7) следует, что мультипликативная погрешность мала при , причем аддитивная и мультипликативная погрешности корректирующего звена , должны быть пренебрежимо малы.

Аддитивная составляющая при таком способе коррекции остается существенной.

.3 Уменьшение аддитивной составляющей при ООС

Для её уменьшения используют приём, который сводится к введению последовательного корректирующего звена перед элементом СИ, так что обратная связь охватывает оба элемента (основной и корректирующий). В этом случае имеем следующие соотношения:

Решая данную систему совместно получим для выходного сигнала с точностью по x членов следующее выражение

где А, B, C определяются выражениями

Номинальное значение сигнала на выходе равно

Погрешность выходного сигнала для СИ с коррекцией с точностью до членов, линейных по x, определяется выражением

Рассмотрим различные упрощения последнего соотношения. В реальной ситуации значения погрешностей , а следовательно и параметров малы, т.е. Оставляя только линейные по члены, получим

С целью дальнейшего упрощения положим что даёт

Далее можно пренебречь величинами в знаменателе, так как вклад от них следующего по погрешности порядка малости, что даёт

Из вида выражения (1.12в) следует, что при данном способе коррекции уменьшается аддитивная погрешность исходного СИ в раз, также оказывается уменьшенной мультипликативная составляющая в раз. В этой схеме коррекции должны быть малыми аддитивная погрешность аддитивная погрешность , а также мультипликативные составляющие и корректирующих звеньев.

.4 Метод инвариантности

Метод инвариантности состоит в том, что в средстве измерений помимо измерительной цепи (канала) имеется сравнительная цепь (канал), к которой не подается входной сигнал, но которая, как и измерительная цепь, находится под воздействием некоторой влияющей величины. Причем параметры сравнительной цепи подобраны так, что изменение ее сигнала под действием влияющей величины идентично изменению сигнала измерительной цепи под действием этой величины, т. е. возмущения, вызванные влияющей величиной, поступают в средство измерений по двум каналам (принцип двухканальности). Использование разности сигналов измерительной и сравнительной цепей (при дифференциальном включении этих цепей) обеспечивает независимость (инвариантность) результирующего сигнала от названной влияющей величины, т. е. метод обеспечивает исключение дополнительной погрешности, вызванной изменениями некоторой, как правило, основной влияющей величины.

.5 Метод прямого хода

Метод прямого хода состоит в том, что измеряемый сигнал поступает к чувствительному элементу средства измерений через ключ, с помощью которого осуществляется периодическое во времени отключение измеряемого сигнала от чувствительного элемента и подача к последнему сигнала, значение которого равно нулю. Это обеспечивает работу средства измерений на восходящей ветви (прямой ход) статической характеристики при всех значениях измеряемого сигнала, что исключает наиболее существенную погрешность многих средств измерений - погрешность от вариации.

1.6 Метод вспомогательных измерений

Метод вспомогательных измерений заключается в автоматизации процесса учета дополнительной погрешности средства измерений по известным функциям влияния ряда влияющих величин. Для этого осуществляется измерение значений этих величин и с помощью вычислительного устройства, построенного с учетом названных функций влияния, автоматически корректируется выходной сигнал средства измерений.

.7 Метод обратного преобразования

Метод обратного преобразования (итерационный метод) базируется на использовании дополнительно в составе средства измерений кроме прямой измерительной цепи (прямого преобразователя), цепи, способной осуществлять обратное преобразование выходного сигнала (обратный преобразователь), имеющей существенно большую точность, чем цепь прямого преобразования. Результат измерения получают путем итераций. В процессе каждой итерации последовательно осу?/p>