Метрологические характеристики в статическом режиме.

Отличительная особенность статического режима: измеряемая величина постоянна и все переходные процессы закончены.

1. Функция преобразования.

Основное свойство функции преобразования – однозначность

СИ –средство измерения.

y=F(x) – однозначная функция.

Функция преобразования может быть линейной или нелинейной.

Для СИ с линейной функцией преобразования характерна равномерная шкала.

1. Чувствительность.

.

Если S – var, то шкала неравномерная.

Если S – const, то шкала равномерная.

1. Порог чувствительности.

Порог чувствительности – минимальное значение входной величины, которое может быть зарегистрировано данным СИ без применения дополнительных средств.

 

4. Погрешности.

4.а. В зависимости о формулы

1. Абсолютная погрешность ().

где - измеренное значение, - истинное значение, - действительное значение, т. е. значение, измеренное с более высокой точностью. Значение абсолютной погрешности имеет знак и размерность измеряемой величины.

2. Относительная погрешность ().

Значение относительной погрешности также имеет знак, но измеряется в процентах (%).

3. Приведенная погрешность ().

- нормирующее значение. Как правило, за нормирующее значение принимается верхний предел измерения СИ. В случае неравномерной шкалы за нормирующее значение принимается длина шкалы в делениях, но в этом случае абсолютная погрешность должна быть также рассчитана в делениях.

 

4.б. В зависимости от значения измеряемой величины.

1. Аддитивная погрешность (погрешность нуля)

Не зависит от измеряемой величины.

Пример: усилитель постоянного тока.

В данном случае U_др является аддитивной погрешностью.

 

2. Мультипликативная погрешность (погрешность чувствительности)

Мультипликативная погрешность зависит от измеряемой величины.

где - погрешность чувствительности.

В свою очередь абсолютная погрешность определяется как сумма аддитивной и мультипликативной:

Относительная погрешность:

4.в. Погрешности в зависимости от воздействия внешних факторов.

1. Основные погрешности.

2. Дополнительные погрешности.

 

Дополнительная погрешность обусловлена влиянием внешних факторов.

 

При условиях, отличных от нормальных, возникает дополнительная погрешность

 

В действительности: где -внешние факторы.

Таким образом: где -основная погрешность, - дополнительная погрешность, -коэффициент влияния, - функция влияния.

 

Пример:

Пусть - t⁰,

Дополнительная погрешность:

 

IV 1. Систематические погрешности Δс

2. Случайные погрешности Δслуч

Δс – это погрешность, которая меняется по определенному закону или или остается постоянной при многократном измерении одной и той же величины; Δс стараются свести к 0.

Δслуч – это погрешность, возникающая и исчезающая с интенсивностью, которую трудно предсказать, при многократном изменении одной и той же величины.

Δ= Δс+ Δслуч

5. импеданс

6. Диапазон измерений и диапазон показаний

диапазон измерений – это диапазон тех значений, которые могут быть измерены с определеной точностью.

Пример:

 

Метрологические характеристики в динамическом режиме

 

Динамический режим возникает, если:

1. измеряемая величина изменяется со временем

2. меняется нагрузка

3. меняются влияющие факторы

 

динамический режим → есть ли запаздывание

есть ли искажение

 

Чтобы найти полные динамические характеристики нужно решить уравнение:

Где А и В –параметры сигнала и внутренние параметры устройства

Если не нужно описывать полные динамические характеристики, то можно использовать уравнения вида:

- собственная частота

- коэффициент или степень успокоения

Динамика определяется при конкретном виде входного воздействия.

 

Виды динамических характеристик:

1. полные – полностью определяют поведение

2. частичные – определяют одну характеристику

Полные характеристики

 

1. Переходная характеристика

 

 

2. Импульсная характеристика

3. при ННУ

3. АФХ при ННУ

АФХ – АЧХ и ФЧХ (характеризует запаздывание)

 

 

ПРИМЕР:

 

1. резонанс

2.

3. - возможно искажение

Пусть динамика описывается уравнением 1:

- соотношение частот

- степень успокоения

а) будет ли запаздывание

б) будет ли искажение

зависит от , но не дает ответ на вопросы а) и б)

т.0 =>

ПРИМЕР 2:

Что будет на выходе?