Статические характеристики и параметры СИ

Основной характеристикой СИ в статическом режиме является функция (уравнение) преобразования - зависимость информативного параметра выходного сигнала от информативного параметра его входного сигнала. В общем виде она может быть записана в виде

где F - некоторый функционал, описывающий ряд определенных математических операций, производимых над входной величиной X.

При разработке СИ стремятся к тому, чтобы обеспечить линейную связь между входной и выходной величинами в упрощенной форме Y(t)=KX(t)где К - коэффициент преобразования. Например, для электромеханического амперметра магнитоэлектрической системы функцией преобразования является линейная зависимость (7.1).

Функция преобразования, представленная в виде формулы, таблицы или графика, используется в рабочих условиях для определения значений измеряемой с помощью СИ величины по известному информативному параметру его входного сигнала. Линейные функции преобразования, проходящие через начало координат, могут задаваться путем определения коэффициента преобразования К.

Виды функций преобразования

Различают три вида функций преобразования:

• номинальную F, которая указывается в нормативно-технической документации на данный тип СИ. Она устанавливается для стандартизованных средств измерений массового производства;
• индивидуальную Fи, которая принимается для конкретного экземпляра СИ и устанавливается путем экспериментальных исследований (индивидуальной градуировки) этого экземпляра при определенных значениях влияющих величин;
• действительную FR, которая совершенным образом (без погрешностей) отражает зависимость информативного параметра выходного сигнала конкретного экземпляра СИ от информативного параметра его входного сигнала в тех условиях и в тот момент времени, когда эта зависимость определяется.

Под типом средств измерений понимается совокупность СИ, имеющих одинаковые назначение, схему и конструкцию и удовлетворяющих одним и тем же техническим требованиям.

Полная суммарная погрешность СИ, для которых нормируется номинальная функция преобразования, Δ_вых=F(Х_д)–F_д(Х_д)=F(Х_д)–У_д . Она называется погрешностью по выходу СИ, поскольку приведена к его выходу. Кроме этого используется погрешность по входу (рис. 7.3) Δ_вх =F^-1(Y_д)-X_д, где Х_д - действительное значение информативного параметра измеряемой (входной) величины; F^-1(У_д) - функция, обратная номинальной функции преобразования СИ, называемая его градуировочной характеристикой.

Некоторые СИ обладают вариацией показаний, под которой понимается разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к ней со стороны меньших и больших значений измеряемой величины.

Важной характеристикой СИ является его чувствительность S - свойство, определяемое отношением изменения ΔY выходного сигнала Y к вызывающему его изменению ΔХ входного сигнала X. Различают абсолютную S=ΔУ/ΔХ и относительную S=ΔУ/(ΔХ/Х) чувствительности.

Наименьшее значение изменения физической величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение, называется порогом чувствительности данного средства измерений.

Существует ряд характеристик и параметров СИ, которые описывают некоторые их свойства безотносительно к режиму работы. К таким относятся импедансные характеристики - характеристики, описывающие свойства СИ отбирать или отдавать энергию через свои входные или выходные цепи. Для электрических СИ это прежде всего входные и выходные сопротивления и емкости.

Воздействие влияющих величин на метрологические характеристики СИ описывается функцией влияния ψ(ξ) - зависимостью изменения характеристик и параметров от изменения влияющей величины или совокупности влияющих величин ξ₁,…,ξ_n

Все рассмотренные выше характеристики являются метрологическими. Кроме них существует большая группа характеристик, называемых неметрологическими. К ним относятся показатели надежности, устойчивости к климатическим и механическим воздействиям, время установления рабочего режима, напряжение питания, потребляемая мощность и др

Похожие материалы