Метод коррекции элементов СИ

метод коррекции рассмотрим на примерах.

Пример 1. Пусть сопротивление резистора в измерительной цепи зависит от температуры t по закону r = r ₀(1+α t). стандартный метод коррекции – последовательное включение дополнительного резистора, который имеет противоположную зависимость сопротивления от температуры: . тогда полное сопротивление цепи не будет зависеть от температуры.

Рассмотрим тот же случай, но включим дополнительный резистор параллельно основному. В этом случае суммарное сопротивление обоих резисторов будет равно . Если r ₀» r _{0 доп}, то величина сопротивления будет равна , и поскольку a t <<1, зависимость от температуры полного сопротивления будет незначительна.

Пример 2. Компенсация температурной зависимости в мостовом преобразователе.

Пусть сопротивление резистора z ₂ (см. рис.) зависит от температуры по закону . Эту зависимость можно устранить, если вместо резистора z₃ подключить резистор с такой же зависимостью сопротивления от температуры .

Действительно, в условиях, когда мост уравновешен, выполняется равенство . Отсюда видно, что при изменении температуры условие равновесия моста не будет нарушаться.

Как и в предыдущем примере, нетрудно видеть, что уменьшить зависимость условия равновесия моста от температуры можно, взяв резистор Z₂, у которого зависимость от температуры имеет вид .

В общем случае, метод коррекции позволяет изменить зависимость элементов не только от температуры, но и скорректировать их нелинейность, частотную характеристику и т.п.

Методы уменьшения влияния окружающей среды и условий изменения

Пассивная защита от быстро изменяющихся влияющих величин путем:

- фильтрации;

- амортизации;

- теплоизоляции и т.д.

Активная защита от медленно изменяющихся влияющих величин путем стабилизации этих величин:

- стабилизация электрических напряжений и токов;

- стабилизация в пространстве;

- стабилизация температуры и т.д.

Активная защита предполагает измерение влияющих факторов и управление ими с помощью цепей автоматического регулирования.

Методы стабилизации параметров СИ:

- использование стабильных материалов;

- выбор режима работы;

- использования предварительного “старения” и т.д.

Организация измерений

Продуманная организация измерений, как определенная последовательность действий, позволяет обеспечить необходимую точность при минимальных затратах, т.е. сделать измерения оптимальными. Эту последовательность можно представить в виде следующих этапов:

Этап1. Постановка измерительной задачи. Этот этап включает:

- сбор данных об объекте измерения и условиях измерения, т.е. накопление априорной информации об объекте измерения и ее анализ;

- разработку физической модели объекта. При этом измеряемая физическая величина определяется как параметр или характеристика этого объекта;

- постановку измерительной задачи на основе принятой модели объекта измерения;

- разработку математической модели объекта (вывод формулы для вычисления результата при косвенных измерениях);

- выбор конкретных величин, посредством которых будет находиться значение измеряемой физической величины.

Этап 2. Планирование измерений. Этот этап включает:

- выбор методов измерений непосредственно измеряемых физических величин и возможных средств измерений;

- оценку методических погрешностей измерения на основе выбранных физической и математической моделей;

- определение требований к метрологическим характеристикам средств измерений и условиям измерений;

- выбор СИ в соответствии с указанными требованиями;

- разработку математической модели СИ и оценка его систематических погрешностей;

- выбор методики измерений;

- обеспечение требуемых условий измерений и (или) создание возможности их контроля.

Указанные первые два этапа, являются подготовкой к измерениям и имеют принципиальную важность, поскольку определяют конкретное содержание следующих этапов. Ошибки, допущенные на этих этапах, с трудом обнаруживаются и корректируются на последующих этапах.

Этап 3. Измерительный эксперимент (реализация метода измерения). Этот этап включает:

- обеспечение взаимодействия средств и объектов измерения;

- преобразование сигнала измерительной информации;

- регистрацию результатов.

Этап 4. Обработка результатов измерений. Данный этап осуществляется в соответствии с целью поставленной задачи.

Перечисленные этапы существенно различаются по выполняемым операциям и трудоёмкости. В конкретных случаях соотношение и значимость каждого из них существенно изменяются. Например, для многих технических измерений вся процедура сводится к экспериментальному этапу, а обработка данных, сводится к минимуму.