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




Метрологические характеристики - Преобразователь пьезоэлектрический

Предыдущая | Следующая