Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

ЕЛЕКТРИЧНИХ СИГНАЛІВ

0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5; 5.0

Класом точності вважається найближче більше число з цієі шкали.

Для цифрових приладів абсолютна похибка підраховується як і для аналогових :

Відносна похибка цифрових приладів підраховується за формулою :

де с – величина , яка чисельно дорівнює зведеній похибці цифрового приладу;

d – безрозмірний коефіціент, який вибирається із ряду

при n = 1,2,3,…

Класи точності цифрових приладів задаються у вигляді дробу :

c/d ,

причому завжди с/d >1.

4. Швидкодія приладів визначається часом установлення показань. Відлік показань приладу можна робити тільки після приходу рухомої системи в стале положення, тому різні прилади мають різну швидкодію.

Згідно стандарту швидкодія приладу визначається максимальним числом вимірів в одиницю часу, яке може бути зроблено з нормованою точністю.

5. Чутливість прилада – це його реакція на вхідний сігнал. Визначається як співвідношення похідної виходного сигналу до похідної вхідного:

S = dY / dX .

Вживають також поняття відносної чутливості, як відношення відносної зміни вихідної величини до відносної зміни вхідної величини:

Для стрілкових приладів чутливість визначається як похідна кута відхилення рухомої частини α по величини Х, яка вимірюється:

S = dα /dx ,

де da — кут відхилення стрілки.

Поняття „чутливість” не слід ототожнювати з поняттям „поріг чутливості”. Поріг чутливості для приладів – мінімальне значення вхідного сигналу, при якому відбувається помітна зміна вихідного сигналу.

6. Вид рівняння шкали. Визначається статичною характеристскою пристрою. Шкали бувають: лінійні (рівномірні) та квадратичні (нерівномірні). Більш зручними у використанні є прилади з лінійними шкалами. Такі прилади не мають зони нечутливості – зони, обмеженої на шкалі чорною крапкою, у якій не зберігається вказаний клас точності.

7. Метрологична надійність приладу – визначає ймовірність отримання певних результатів за допомогою прилада на протязі даного часу.

Це поняття зв’язують не з явними відмовами (механічна поламка, втрата працездатності), а з прихованими відмовами, під якими у даному випадку належить розуміти вихід похибки вимірювання за межі встановленого допуска при збереженні загальної працездатності прилада.

Метрологична надійність визначає частоту міжповірочних інтервалів.

8. Ряд загальних вимог до прилада: вага, габарити, технологічність виготовлення, вартість, ремонтоздатність, зручність в експлуатації.

ТЕМА5: КЛАСИФІКАЦІЯ ТА ХАРАКТЕРИСТИКИ

Сигнал вимірювальної інформації – це сигнал, функціонально зв’язаний з фізичною величиною, що вимірюється, який несе інформацію про її значення.

Особливостями, які характеризують електровиміри є багаточисельність величин, що вимірюються, великі межі значень, які вимірюються (мілівольти — кіловольти, постійний струм – сотні ГГц змінного струму).

За характером зміни у часі сигнали можна класифікувати на детерміновані та випадкові (недетерміновані).

Детерміновані сигнали - це сигнали, миттеві значення яких у будь-який момент часу відомі. Вони можуть бути неперервними та дискретними (імпульсними). Періодичні неперервні сигнали діляться на сінусоїдальні (гармонічні) та несінусоїдальні (полігармонічні). До неперіодичних сигналів відносяться майже періодичні та перехідні.

Синусоїдальний сигнал можна описати функцією часу t:

де u(t) – миттєве значення;

U_max – амплітуда сигналу (найбільше значення за період);

f – частота;

j – початкова фаза.

Несінусоїдальний сигнал можна представити рядом Фурье:

де U_o – середне значення сигналу за період Т (постійна складова);

U_max_._k – амплітуда сигналу к-ї гармоніки;

k – номер гармоніки;

j_к– початкова фаза к-ї гармоніки.

Можна вимірювати наступні параметри електричних сигналів як сінусоїдальної, так і несінусоїдальної форми:

1) Постійну складову сигналу – середне значення за період Т:

2) Середньовипрямлене значення сигналу за період – середне значення модуля сигналу:

(використовують лише для сигналів, симетричних вісі часу).

3) Середньоквадратичне значення сигналу за період (діюче, ефективне):

Між цими значеннями сигналів існує зв’язок, який виражається через коефіціенти амплітуди та форми:

Значення коефіцієнтів для різних стандартних форм електричних сигналів відомі і зведені у спеціальні таблиці.

Імпульсні сигнали – детермініровані сигнали, які відрізняються від нуля на протязі обмеженого інтервалу часу. Вони підрозділяються на:

а) відеоімпульси – однополярні імпульси струму або напруги, які можуть бути додатньої або від’ємної полярності відносно визначеного рівня, прийнятого за нульовий;

б) радіоімпульси – серія високочастотних коливань, яка утворюється при дії відеоімпульсів на коливання ВЧ.

Відеоімпульси можуть бути різної форми. Найчастіше зустрічаються імпульси прямокутної форми (тривалість плоскої повинна бути частини не менше 0.7 від тривалості усього імпульсу, яка звичайно відраховується на рівні 0.5Umax).

0.5Um

0.1Um

0.9Um

t_і

Розрізняють такі параметри імпульсів:

– амплітуда імпульсів U_m[B];

– тривалість імпульсу t_іта паузи t_п [c], відраховують на рівні 0.5U_m;

– тривалість фронту t_ф та зрізу t_з, визначається часом наростання сигналу від величини 0.1U_m до 0.9U_m та спаду від 0.9U_m до 0.1U_m;

– період слідування імпульсів Т (визначають на рівні 0.5U_m);

–

частота слідування f – величина, обернена періоду Т;

– коефіціент заповнення імпульсної послідовності:

– скважність (шпаруватість) – величина, обернена коефіцієнту заповнення:

До випадкових відносяться сигнали, які змінюються у часі нерегулярно, непередбачувано, їх майбутні значення можна прогнозувати лише з певною часткою ймовірності. Вони, у свою чергу, розділяються на стаціонарні та нестаціонарні.

ТЕМА6: ЗАГАЛЬНА КЛАСІФІКАЦІЯ ПОХИБОК ВИМІРЮВАНЬ

Поява похибок може викликатися різноманітними причинами: зношеністю прилада, його неправільним встановленням, зміною параметрів оточуючого середовища, недосвідченністю оператора і т.д.

Усі ці причини прийнято називати джерелами похибок.

1.В залежності від джерела виникнення, похибки вимірювання бувають:

– апаратурні – виникають внаслідок похибок вимірювальних пристроїв, що використовуються;

– методичні – виникають з-за недосконалості методів вимірювання, що використовуються, використання наближених співвідношень та інше.

Наприклад, при вимірюванні струму амперметром та напруги вольтметром виникає методична помилка внаслідок власного споживання потужності цими приладами.

При вмиканні амперметра у електричний ланцюг опір ланцюга збільшується, а струм зменшується. Ця зміна струму і є абсолютною методичною похибкою.

Відносна методична похибка вимірювання струму амперметром:

де Rа – опір амперметра;

R – еквівалентний опір усього ланцюга відносно зажимів амперметра.

Із формули видно, що для зниження похибки необхідно вибирати амперметри з мінімальним опором.

При ввімкненні у ланцюг вольтметра напруга між його зажимами зменшується внаслідок зменшення опору між точками ввімкнення прилада.

Відносна методична похибка вимірювання напруги вольтметром:

де RV — опір вольтметра;

R – еквівалентний опір усього ланцюга відносно зажимів вольтметра.

Необхідно вибирати вольтметри з максимальним власним опором.

– cуб’єктивні – відбивають недосконалість органів почуттів оператора, його недостатню увагу. У досвідчених операторів існує власна похибка.

2. В залежності від значення величини, яка вимірюється, похибки поділяють на:

– аддитивні – похибки нуля, виникають внаслідок зсуву покажчика із нульової позначки, тертя у опорах і т.і.;

– мультиплікативні – похибки крутизни характеристики, виникають внаслідок старіння елементів та вузлів, тертя, впливу зовнішніх факторів;

– похибки нелінійності – похибки кривини характеристики, виникають внаслідок впливу зовнішніх факторів.

На малюнку 1 - ідеальна характеристика;

2 - а) характеристика з аддитивною похибкою;

DCа – величина аддитивної похибки;

б) характеристика з мультиплікативною похибкою;

DCm – величина мультиплікативної похибки;

в) характеристика з похибкою нелінійності;

DCн – величина похибки нелінійності.

3. В залежності від характеру зміни, похибки поділяються на:

– систематичні – похибки, які лишаються постійними або закономірно змінюються при повторних вимірюваннях однієї й тієї ж величини;

– випадкові - похибки, які змінюються випадковим чином;

– промахи – грубі похибки, які впливово перевищують похибку, що очікується при даних умовах, наприклад, при неправильному відлікові, при стрибку напруги та інше.

4. В залежності від умов експлуатації, похибки поділяють на:

– основні – похибки, що виникають при нормальних умовах експлуатації;

– додаткові – похибки, що виникають при відхиленні умов експлуатації від нормальних.

ТЕМА7 : СИСТЕМАТИЧНІ ПОХИБКИ

Систематичні похибки підрозділяються на:

- похибки установки (розташування). Виникають при неправильному просторовому розташуванні прилада або невідповідності зовнішніх факторів нормальним умовам (температура, тиск, вологість);

- інструментальні - обумовлені конструктивними або технологічними недоліками приладів;

- теоретичні -обумовлені недостатньою розробкою метода, покладеного в основу вимірювання й наближеністю формул, що використовуються.

Окрiм цього похибки подiляють на постiйнi та змiннi. Постійними називаються похибки, які не змінюють свого знака або величини на протязі усього процесу вимірювання, наприклад, неточність підгонки дільника напруги, неправильність градуювання шкали.

Змінними називаються похибки, які змінюються по визначеному закону. Приклад змiнної похибки – вплив розрядки джерела живлення на показання прилада.

Методи боротьби iз систематичними похибками:

1. Постiйнi похибки :

а) метод поправок – базується на результатах попереднього дослiду, у якому дослiджуеться вплив зовнiшнiх факторiв. По його результатах складаються таблицi поправок, графiкi поправок або приводяться поправочнi формули;

б) метод замiщення – коли вимiрювана величина перiодично замiщується зразковою мiрою;

в) метод двохразового вимiрювання полягає у такiй постановцi експерименту, при якому похибка, викликана будь-якою причиною, входить в результати експерименту то зі знаком "плюс" , то зі знаком "мiнус".

2. Змiннi похибки:

Метод симетричних спостережень - полягає у тому , що беруть напiврiзницю першого та останнього спостереження, дiлять на кiлькiсть вимiрiв без одиниці, та додають цю величину ΔS до результату другого вимiрювання, подвоену величину 2∙ΔS – до результату третього i так далi:

Для змiнних похибок також будують поправочнi графiки й таблицi.

ТЕМА 8: ВИПАДКОВІ ПОХИБКИ

Навіть при ідеальному виключенні систематичних похибок не можна визначити справжнє значення величини, яка вимірюється, з-за неминучої появи малих відхилень окремих результатів вимірювання, які змінюються за знаком та абсолютним значенням випадково. Ці малі відхилення, які викликані дією численних іх факторів, у метрології називають випадковими похибками.

Абсолютнi значення i знак випадкових похибок пiдпорядковуються вiрогiдносним законам. З теорії ймовірності відомі наступні стандартні апроксимації законів розподілення густин вірогідностей:

1. Рiвномiрне розподiлення - характеризується графіком:

тут d – величина випадкової похибки;

s — середньоквадратичне відхилення ряду спостережень;

Y – густина вiрогiдностi або частота, з якою зустрiчаеться величина похибки.

2.Трикутне розподiлення (розподілення Сiмпсона):

3. Нормальне розподiлення (розподілення Гауса).

Базуеться на двох аксіомах Гауса:

1) При дуже великiй кiлькостi вимiрювань, випадкові похибки, рiвнi по величенi та протилежнi по знаку, зустрiчаються однаково часто.

2) Частiше усього зустрiчаються малi похибки, а великі зустрічаються тим рідше, чим вони більше.

Нормальний закон розподілення описується виразом:

Характеризується графіком:

Випадкова похибка d являє собою рiзницю мiж результатом одиночного вимірювання i математичним очiкуванням результату:

Величина М[X] математичного очикування ряду спостережень наближуеться до його середнього значення.

Випадкова похибка також характеризуеться дiсперсiею або розсiюванням результатiв довкола середнього значення:

Іншою характеристикою розсіювання є середньоквадратичне вiдхилення (СКВ):

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
КЛАСИ ТОЧНОСТІ ПРИЛАДІВ	\|	Точкова та інтервальна оцінки результатів вимірювань

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.014 сек.