Горение смесевого твердого топлива
Дипломная работа - Авиация, Астрономия, Космонавтика
Другие дипломы по предмету Авиация, Астрономия, Космонавтика
овнем инструментальной погрешности. Эту погрешность невозможно устранить, можно только уменьшить ее уровень. Появление инструментальной погрешности обусловлено тем, что характеристики устройств, входящих в измерительную систему являются случайными величинами. Как следствие этого и измеренная температура является случайной величиной. Основной вклад в инструментальную погрешность измерительного стенда вносят ФЭУ (фотоэлектронный умножитель, в моем случае это ПЗС матрица фотоаппарата) и АЦП.
Погрешности вносимые АЦП
АЦП вносит следующие виды погрешностей:
. Погрешность смещения - отклонение фактической передаточной функции АЦП от прямолинейной передаточной функции идеального АЦП при нулевом входном напряжении.
. Передаточная погрешность определяется как отклонение в средней точке последнего интервала дискретизации от идеальной прямой линии после компенсации погрешности смещения. После компенсации всех погрешностей смещения нулевому входному напряжению всегда соответствует нулевое выходное значение. Однако под влиянием передаточных погрешностей изменяется наклон фактической передаточной функции относительно идеального наклона. Данная передаточная погрешность может быть измерена и компенсирована путем масштабирования выходных значений.
. Нелинейность. После компенсации погрешности смещения и передаточной погрешности фактическая передаточная функция должна совпадать с передаточной функцией совершенного АЦП. Однако ввиду нелинейности АЦП фактическая кривая может слегка отклоняться от совершенной кривой, даже если обе кривые совпадают в районе нуля и в точке измерения передаточной погрешности.
Абсолютная погрешность - общая некомпенсированная погрешность, которая включает погрешность квантования, погрешность смещения, погрешность коэффициента передачи и нелинейность.
Основные источники погрешности
. Ошибки, возникающие на мультиплексоре. На входах мультиплексора могут быть установлены операционные усилители, которые вносят ошибки, например смещение напряжения, токовое смещение и нелинейность. Кроме того, обычно встречаются два основных источника ошибок мультиплексора - взаимное влияние каналов, то есть происходит утечка тока из тАЮоткрытого канала в тАЮзакрытые, и снижение уровня сигнала из-за делителей, образованных конечным сопротивлением полупроводниковых переключателей и входным сопротивлением последующих цепей.
. Система выборки и хранения. Эта система, основанная на операционном усилителе и емкостных элементах, предназначена для выборки и хранения напряжения аналогового сигнала. Следовательно, возникают погрешности нелинейности, усиления, влияния источника питания, смещения напряжения, зарядовой инжекции и токового смещения.
. Преобразователь. Счетчик, компаратор и связывающие цепи вносят погрешности нелинейности, квантования (вызвана неопределенностью последнего значащего бита (ПЗБ), обычно она составляет 1/2 ПЗБ) и влияния источника питания.
. Температура. Все аналоговые цепи АЦП вносят температурные погрешности, поэтому в технических характеристиках указывается полная погрешность АЦП за счет температуры элементов.
Погрешность матрицы (ФЭУ) фото аппарата
Если на ФЭУ, полностью защищенный от излучений, подать напряжение питания, то несмотря на отсутствие фотоэмиссии с катода, в анодной цепи ФЭУ будет протекать ток. Этот ток называют темновым. Рассматривая природу темнового тока, можно разделить его на следующие основные составляющие:
. Термоток с фотокатода, усиленный умножающей системой, а также термотоки с динодов, усиливаемые с тем меньшим коэффициентом, чем больше номер динода;
. Ток утечки между выводом анода и другими электродами ФЭУ;
. Ток автоэлектронной эмиссии с динодов и других электродов пм меньшим коэффициентом, чем больше номер динода;
. Ток утечки между выводом анода и другими электродами ФЭУ;
. Ток автоэлектронной эмиссии с динодов и других электродов прибора;
. Ток, возникающий в результате ионной и оптической обратной связи, развивающийся в ФЭУ из-за его некачественного конструктивного выполнения.
Полная дисперсия анодного тока, определяющая собственный шум ФЭУ, равна сумме дисперсий двух независимых составляющих: усиленных флуктуаций эмиссионного тока фотокатода и дисперсии анодного тока, связанной с флуктуациями вторичной эмиссии.
Расчет инструментальной погрешности при определении цветовой температуры
Необходимые характеристики ФЭУ и АЦП можно взять из паспортных данных устройств: , - коэффициенты вариаций.
Фиксируемым является сигнал в цифровой форме:
или ,
ракетный смесевое твердое топливо горение
где - коэффициент преобразования лучистой энергии в цифровую форму.
Чтобы найти параметры разброса коэффициента воспользуемся соотношением: . Получим: .
Рассчитаем дисперсию цветовой температуры, воспользовавшись методом линеаризации:
Температура определяется следующим отношением:
;
, где:
и - эффективные длины волн.
,.
Обозначим .
Т.к. , окончательно получим:
После подстановки числовых значений, для красного-зелёного диапазона получаем:
Пусть математическое ожидание температуры равно M{T}=2500 К.
После обратной подстановки получим значение дисперсии цветовой температуры для красного-зелёного диапазона:
Находим среднеквадратическое отклонение:
Если принять нормальный закон распределения измеряемой температуры и значение доверительной вероятности равной 0,997, то: