Динамические характеристики ИП.

Динамическая погрешность средства измерения – погрешность, возникающая дополнительно при измерении переменной физической величины и обусловленное несоответствием его реакции на скорость изменения входного сигнала.

Динамические свойства датчика характеризуются целым рядом параметров, которые, однако, довольно редко приводятся в технических описаниях производителей.

Для измерительных преобразователей обычно нормируют следующие динамические характеристики:

o постоянная времени;

o передаточная функция с коэффициентами;

o реакция на единичный скачок или ступень;

o время запаздывания4

o частотные характеристики(логарифмические и нелогарифмические).

Динамическую характеристику датчика можно экспериментально получить как реакцию на скачок измеряемой входной величины (рис. 2.34). Параметры, описывающие реакцию датчика, дают представление о его скорости (например, время нарастания, запаздывание, время достижения первого максимума), инерционных свойства (относительное перерегулирование, время установления) и точности (смещение).

Рис. 2.34. Динамическая реакция датчика (реакция на скачок);

T0 - время прохождения зоны нечувствительности,

Td — запаздывание,

Тр - время достижения первого максимума,

Тs — время установления,

М — перерегулирование

В принципе следует стремиться к минимизации следующих параметров.

Время прохождения зоны нечувствительности (dead time) - время между началом изменения физической величины и моментом реакции датчика, т. е. моментом начала изменения выходного сигнала.

Запаздывание (delay time) - время, через которое показания датчика первый раз достигают 50 % установившегося значения. В литературе встречаются и другие определения запаздывания.

Время нарастания (rise time) - время, за которое выходной сигнал увеличивается от 10 до 90 % установившегося значения. Другое определение времени нарастания - величина, обратная наклону кривой реакции датчика на скачок измеряемой величины в момент достижения 50 % от установившегося значения, умноженное на установившееся значение. Иногда используются другие определения. Малое время нарастания всегда указывает на быструю реакцию.

Время достижения первого максимума (peak time) - время достижения первого максимума выходного сигнала (перерегулирования).

Время переходного процесса, время установления (settling time) - время, начиная с которого отклонение выхода датчика от установившегося значения становится меньше заданной величины (например, ± 5 %).

Относительное перерегулирование (percentage overshoot) - разность между максимальным и установившимся значениями, отнесенная к установившемуся значению (в процентах).

Статическая ошибка (steady-state error) - отклонение выходной величины датчика от истинного значения или смещение. Может быть устранена калибровкой датчика.

В реальных условиях некоторые требования к датчикам всегда противоречат друг другу, поэтому все параметры нельзя минимизировать одновременно.

По динамическим характеристикам большинство датчиков относится к усилителям, апериодическим и колебательным звеньям первого и более высокого порядков.