Классификация методов

Одной из основных задач, которые приходится решать при проектировании, является задача обеспечения заданных метрологических характеристик аналоговых измерительных устройств (АИУ). На практике для улучшения точностных характеристик АИУ чаще всего используется избыточность его по чувствительности, быстродействию и энергообмену с объектом измерения. Однако наличие этих избыточностей не решает автоматически задачу уменьшения погрешностей. Необходимо практически реализовать эту возможность по отношению к конкретным составляющих погрешности.

В общем случае погрешность, приведенную к выходу, можно записать в виде:

(3.28)

где f_p, f_H – соответственно, реальная и номинальная характеристики преобразования ;

t – время;

ξ – влияющие факторы;

η – неинформативные параметры сигнала x.

В линейном средстве измерения обычно выделяют три составляющие погрешности:

– погрешность нелинейности Δ_H (x);

– аддитивную погрешность Δ_a;

– мультипликативную Δ_M.

В этом случае значение погрешности, приведенное к выходу, можно записать:

(3.29)

Каждая из составляющих погрешностей в общем случае должна рассматривать как случайный процесс с определенными характеристиками, которые и определяют эффективность применения различных способов уменьшения погрешностей в АИУ. Способы уменьшения погрешностей делятся по признаку, зависящему от свойств процесса погрешностей и вводимой избыточности. Наибольшее применение нашли структурные методы уменьшения погрешностей. В основе этих способов лежит принцип инвариантности (многоканальности). В таких устройствах, помимо основного канала преобразования, создается второй канал передачи информации. Выходная величина образуется в результате вычитания соответствующих величин основного (ОК) и вспомогательного (ВК) каналов (Рис. 3.4).

ξ(s)

y₁(s)

x(s) y(s)

ξ(s)

Рис.3.4. Принцип многоканальности в СИ

Для таких СИ можно записать:

(3.30)

где Y₁ (S), Y¢₁ (S) – операторная запись значений выходного сигнала ;

K₁ (S), K¢₁ (S) – передаточные коэффициенты каналов по информативному сигналу;

K^*₁ (S, K^**₁ (S) – передаточные коэффициенты по дестабилизирующему фактору;

X(S), ξ(S) – операторная запись входного и дестабилизирующего сигналов.

Выходной сигнал такого СИ:

(3.31)

Если добиться равенства передаточных коэффициентов по дестабилизирующему сигналу обоих каналов K^*₁(s) = K^**₁(s) , то то получим цепь с полным отсутствием влияния дестабилизирующего фактора.

Если добиться равенства передаточных коэффициентов по дестабилизирующему сигналу обоих каналов K^*₁(s) = K^**₁(s) , то т.е. получим цепь с полным отсутствием влияния дестабилизирующего фактора. Подобный прием используется, например, в дифференциальных преобразователях и электронных механизмах с астатированием. Для уменьшения погрешностей аналоговых средств измеренияприменяется способ стабилизации характеристики преобразования, компенсации и коррекции погрешностей, а также фильтрации помех.