Метрологические характеристики - Преобразователь пьезоэлектрический
3.1 Расчет класса точности
Класс точности является обобщенной метрологической характеристикой средств измерений (СИ) и определяется пределами допускаемых погрешностей, а также другими свойствами СИ, влияющими на точность измерений. Класс точности указывается в сопроводительной документации на СИ или на шкале отсчетного устройства в виде обозначения, соответствующего форме выражения пределов допускаемой основной погрешности по ГОСТ 8.401-80.
Исходные данные:
- - верхний предел измерений. 3.1.1 Предпочтительное значение измеряемой величины x должно соответствовать примерно 0.75 от верхнего предела измерений: 3.1.2 Предел допустимых основных погрешностей пьезоэлектрических преобразователей возьмем из таблицы (ГОСТ 3044-74)
Где слагаемое является аддитивной составляющей, а слагаемое - мультипликативной.
A=
B=
3.1.3 Расчет численного значения класса точности сводится к определению постоянных c и d с учетом, что 2<c/d<20, с и d найдем по формулам:
;
,
Где c и d - положительные числа.
Значение с для приборов переменного тока должно находиться в пределах 0.01<c<0.1.
Полученное значение с=0.04 входит в заданные пределы.
Класс точности:
- 3.1.4 Пределы допускаемой относительной основной погрешности устанавливают по формуле: 3.1.5 Абсолютная погрешность 3.2 Определение выходного кода и его параметров
Выходной код и его параметры выбираются по ГОСТ 26.014-81 "ЕССП. Средства измерений и автоматизации. Сигналы электрические кодированные входные и выходные".
На вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) с выхода аналогового канала поступает сигнал S с некоторой погрешностью ; АЦП за счет квантования аналогового сигнала вносит дополнительную погрешность. В результате величина Z на выходе АЦП будет иметь некоторую погрешность. При аддитивном характере составляющих погрешности
И результирующая погрешность будет определяться как:
Суммарное среднее квадратическое отклонение (с. к.о.) погрешности преобразования:
Где: - с. к.о. погрешности аналогового сигнала;
- - с. к.о. погрешности АЦП за счет квантования; ?S - шаг квантования, которому соответствует погрешность
Здесь, т. к.для входного сигнала принят закон равномерного распределения.
Влияние составляющей, распределенной равномерно, приводит в их композиции к уменьшению доверительных интервалов при заданной доверительной вероятности по сравнению с нормальным законом. Если отношение 0.5?S/?s=0.1...1.0, то доверительный интервал ±1.7?z имеет доверительную вероятность P=0.98. При отношении 0.5?S/?s<0.1 при Р=0.99 доверительный интервал будет равен ±2?z.
При отсутствии систематических погрешностей и принятии допущения о том, что случайная погрешность распределена нормально, можно установить зависимость между приведенной допускаемой погрешностью ? и с. к.о. этой погрешности.
При этих условиях 95% значений случайной погрешности находится в пределах от -2?s до +2?s.
Примем
,
Откуда
Если с. к.о. погрешности от квантования принять равным ?s, то суммарное с. к.о. в результате квантования согласно (1) увеличивается на 41% по сравнению c ?s.
Если принять ?S=?s, суммарное с. к.о. увеличивается только на 4%,т. е. в этом случае квантование почти не изменит с. к.о. суммарной погрешности. Этому соотношению примерно соответствует минимально допустимое отношение с/d=2, установленное ГОСТ 14014-82 и соответствующее равенству аддитивной и мультипликативной составляющих погрешностей.
3.3.1 Шаг квантования (цена единицы младшего разряда кода)
Где ;
;
- 3.3.2 Номинальное число ступеней квантования (разрешающая способность) 3.3.3 Число разрядов кода 3.3.4 Вид кода: двоичный нормальный 3.4 Функция преобразования (статическая функция преобразования)
Функциональная зависимость между информативными параметрами выходного и входного сигналов
При определении функции преобразования учитываем, что аналоговый канал представляет собой линейную цепь прямого преобразования последовательного типа.
Номинальная функция преобразования:
Где, К1,К2, КЗ, К4 - коэффициенты преобразования
Отдельных звеньев цепи
Таким образом, номинальная функция преобразования имеет вид:
U=k*k*k (T) ,
Где U - напряжение;
K1 - коэффициент преобразования термопары;
K2 - коэффициент преобразования усилителя;
K3 - коэффициент преобразования фильтра;
Т - температура.
3.5 Чувствительность СИ - приращение информативного параметра выходного сигнала ?y СИ к вызвавшему его приращению информативного параметра входного сигнала ?x:
При линейной статической характеристике преобразования чувствительность постоянна и равна:
Где
Где мВ - термоЭДС термоэлектрических термометров типа ТХА стандартной градуировки ХА при температуре свободных концов 0?С ГОСТ 3044-74
Фильтруемый усиленный сигнал не изменяется по частоте.
3.6 Порог чувствительности - наименьшее изменение входной величины, обнаруживаемое с помощью данного СИ
Значение порога чувствительности аналогового канала, предвключенного к цифровому СИ не должно быть меньше цены деления младшего разряда выходного кода, поэтому принимаем его равным 0.01 кг.
Похожие статьи
-
Динамические характеристики - Преобразователь пьезоэлектрический
-характеристики инерционных свойств СИ, определяющие зависимость выходного сигнала от меняющихся во времени величин: параметров входного сигнала, внешних...
-
К числу основных операций выполняемых при поверке гетеродинных анализаторов спектра (АС), относят определение следующих технических характеристик:...
-
Пьезоэлектрический преобразователь - Системы телекоммуникации
Пьезоэлектрический преобразователь (рисунок 4) основан на использовании пьезоэлектрического эффекта кристаллов кварца, турмалина, сегнетовой соли....
-
Регулировочная характеристика СИФУ при косинусоидальном опорном напряжении определяется выражением . (7.1) При линейной пилообразной форме опорного...
-
В терминах электроники измерительный преобразователь определяется обычно как прибор, преобразующий неэлектрическую физическую величину (называемую...
-
Электроакустические преобразователи и их основные характеристики - Системы телекоммуникации
Приборы, преобразующие звуковые колебания в электрические и обратно, называются электроакустическими преобразователями. В телефонии такими...
-
Расчет числа разрядов АЦП. В результате равномерного квантования мгновенное значение непрерывной величины х представляют в виде конечного числа m...
-
Климатические и механические воздействия, устанавливаются для нормальных или рабочих условий применения и предельных условий транспортирования (ГОСТ...
-
Рассмотрим пример 8-разрядного последовательно-параллельного АЦП, относящегося к типу многотактных (рис. 1). Здесь процесс преобразования разделен во...
-
Пьезорезонансные преобразователи - Преобразователь пьезоэлектрический
ПЬЕЗОРЕЗОНАНСНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ УСИЛИЙ Работа пьезорезонансных датчиков механических величин основывается на преобразовании измеряемого воздействия в...
-
Обработка результатов прямого измерения - Измерение объективных характеристик видеооборудования
При проведении измерений хорошим тоном считается указание погрешности измерений (поскольку мы не можем измерять с абсолютной точностью величины) и...
-
На передаточной характеристике рассматриваемой схемы выделим три участка. А) Если Uвх ? Uбэнас = 0,8 В, то VT находится в отсечке и Uвых определяется...
-
Аналого-цифровые преобразователи - Типы преобразователей
Предварительные замечания об АЦП Кроме чисто "цифрового" сопряжения (ключи, лампы в т. п.), которое обсуждалось в нескольких предыдущих разделах, часто...
-
При последовательном возрастании значений входного цифрового сигнала D(t) от 0 до 2N-1 через единицу младшего разряда (ЕМР) выходной сигнал UВых(t)...
-
АЦП последовательного счета Этот преобразователь является типичным примером последовательных АЦП с единичными приближениями и состоит из компаратора,...
-
Преобразователь напряжения переменного тока в ток - Типы преобразователей
Этот преобразователь (рис.20, а) обычно применяют в качестве нормирующего для преобразования в унифицированный токовый сигнал выходного сигнала...
-
Расчет частоты дискретизации. - Разработка аналого-цифрового преобразователя
Частота дискретизации является одной из основных характеристик АЦП. Частоту дискретизации fД можно определить двумя способами: 1) При проведении...
-
Описание ПУ Преобразователь уровней (ПУ) - специальная схема, преобразующая выходные сигналы цифровой ИС (интегральная схема) одного типа во входные...
-
Усилители звуковой частоты предназначены для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный спектр которых лежит в пределах от десятков герц до...
-
Введение - Аналого-цифровой преобразователь последовательного приближения с К572ПВ1
В данной курсовой работе рассмотрена схема аналого-цифрового преобразователя (АЦП) последовательного счета. В этом курсовом используется АЦП с...
-
Параллельные ЦАП - цифро-аналоговые преобразователи
ЦАП с cуммированием весовых токов Большинство схем параллельных ЦАП основано на суммировании токов, сила каждого из которых пропорциональна весу...
-
Принцип работы пьезоэлектрического датчика на примере датчика давления - Пьезоэлектрические датчики
Рассмотрим работу пьезоэлектрического датчика на примере датчика давления. На рис. 1 показано, как можно воспользоваться пьезоэлектрическим эффектом в...
-
Входная и выходная характеристики транзистора с ОЭ несколько отличаются от характеристик транзистора с ОБ. Входной характеристикой транзистора,...
-
Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) являются устройствами, которые принимают входные аналоговые сигналы и генерируют соответствующие им цифровые...
-
Преобразователи напряжение-частота - Преобразователи напряжение-частота
На базе преобразователей напряжение-частота (ПНЧ) могут быть построены интегрирующие АЦП, обеспечивающие относительно высокую точность преобразования при...
-
Преобразователь этого типа, называемый в литературе также АЦП с Поразрядным уравновешиванием , является наиболее распространенным вариантом...
-
Цифро-аналоговые преобразователи - Типы преобразователей
Задача заключается в преобразовании величины, которая задана двоичным (или многозначным двоично-десятичным) числом в пропорциональный уровень напряжения...
-
Механические элементарные преобразователи - Типы преобразователей
Наиболее распространенные механические элементарные преобразователи: рычаг, шток, пружина. 1. Рычаг. Служит для преобразования вращающего момента М в...
-
Аналоговый коммутатор служит для переключения непрерывно изменяющихся электрических сигналов. Если коммутатор находится в состоянии "включено", его...
-
Параметры входного сигнала (воздействия) u1(t) представлены в таблице 1.2 Таблица 1.2 - Параметры воздействия A 3 1 3 5 Значения A - в вольтах (В), т. к....
-
Минимизация - Преобразователи кода
Недостаток методов получения функций СНДФ или СНКФ, обеспечивающего, в общем, правильное функционирование устройств, состоит в том, полученные схемы чаще...
-
В нашей примерной лаборатории используется установка для проверки и градуировки электроизмерительных приборов У300 и манометр грузопоршневой МП-60. Более...
-
При определении параметров детекторов оптического излучения - фотоприемников (ФП) отмечают прежде всего характеристики чувствительности и общие...
-
Базовые понятия - Триггеры: общая характеристика
Триггер -- это запоминающий элемент с двумя (или более) устойчивыми состояниями, изменение которых происходит под действием входных сигналов и...
-
Метод обратного преобразования - Структурные методы повышения точности средств измерения
Этот метод применяется при автоматической коррекции погрешности средств измерений. Для реализации этого метода используется обратный преобразователь,...
-
Методы измерения передаточных и оптических характеристик приведены в табл. 2. Таблица 2. Методы измерения передаточных и оптических характеристик...
-
Следующим типом интегрирующего АЦП с частотно-импульсным преобразованием, принцип работы которого основан на предварительном преобразовании входного...
-
Быстродействие многоступенчатого АЦП можно повысить, применив конвеерный принцип многоступенчатой обработки входного сигнала. В обыкновенном...
-
Изучение характеристик логических элементов ТТЛ
Предварительные расчеты ,,,, , , , , , , , . Для схемы 1 1) напряжение отпирания транзистора Для кремниевых транзисторов напряжения отпирания равно 0.7В...
-
Минимизировать нижеприведенные функции, представленные картами Карно. - Преобразователи кода
Не заполненные клетки соответствуют нулю. Переменные, обозначенные буквами, соответствуют прямому значению, а не обозначенные - инверсному. Правильные...
Метрологические характеристики - Преобразователь пьезоэлектрический