Основні рівняння і властивості вимірювальних перетворювачів

Кожний ВП у вимірювальному колі характеризується комплектом техніко -

економічних характеристик (до яких належать і основні метрологічні характеристики).

Основні метрологічні характеристики ВП:

а - функція перетворення;

б - точність;

в - чутливість;

г - вхідні і вихідні опори;

д - швидкодія.

Рис. 1 Рис. 2

а) Функція перетворення ВП Розглянемо довільний вимірювальний перетворювач (рис. 1). Вхідна величина - х; вихідна величина - у. Функція перетворення встановлює зв'язок між вхідного і вихідного величинами:

Функцію перетворення називають характеристикою вимірювального перетворювача.

Вимірювальні перетворювачі з нелінійною функцією перетворення називають функціональними перетворювачами.

Прикладом функціонального перетворювача може бути лампа розжарювання, якщо її розглядати як перетворювач прикладеної напруги в струм, що проходить через лампу. Річ у тім, що збільшення струму в нитці розжарювання супроводиться підвищенням її температури й опору. Тому залежність між напругою, прикладеною до лампи, і струмом, що проходить по її нитці розжарювання, нелінійна. Інший приклад функціонального перетворювача — напівпровідниковий діод.

Залежність перетворювачів може бути задана аналітично, графіком або таблицею.

Перетворювачі з функцією перетворення вигляду

y = ах + в,

де а і в сталі коефіцієнти називають лінійними перетворювачами.

Для лінійних перетворювачів характерні сталість коефіцієнтів а і в та незалежність їх від значення вхідної величини х.

Коефіцієнт а називають коефіцієнтом перетворення або коефіцієнтом передачі вхідного сигналу на вихід перетворювача.

Прикладом лінійного перетворювача може бути подільник напруги (рис. 2), для якого справедливе

.

В цьому випадку .

У випадку лінійних кіл при перетворенні постійних струмів і сталих напруг вихідні величини суворо пропорційні вхідним і коефіцієнт перетворення можна розглянути як сталу величину. При перетворенні синусоїдних струмів і напруг у загальному випадку відрізняються не тільки значення вихідної і вхідної величин, а й їхні фази. Тому коефіцієнт перетворення є комплексною величиною й залежить від частоти.