Ralat berganda. Ralat transduser

1. Dalam bentuk ungkapan berangka.

1.1.Ralat mutlak- ralat alat pengukur, dinyatakan dalam unit kuantiti fizik yang diukur:

di mana X Dan ialah nilai yang diukur.

X D adalah nilai sebenar. Pengukuran nilai sebenar dibuat menggunakan instrumen teladan atau dihasilkan semula dengan ukuran.

1.2. Ralat relatif ialah ralat alat pengukur, dinyatakan sebagai nisbah ralat mutlak alat pengukur kepada hasil pengukuran terhadap nilai sebenar kuantiti fizik yang diukur. Ralat relatif dinyatakan sebagai peratusan:

di mana X Dan ialah nilai yang diukur.

X D adalah nilai sebenar.

1.3. Ralat berkurangan ialah ralat relatif dinyatakan sebagai nisbah ralat mutlak alat pengukur kepada nilai kuantiti yang diterima secara bersyarat ( menormalkan nilai), tetap pada keseluruhan julat ukuran atau sebahagian daripada julat. Ralat yang diberikan juga dinyatakan sebagai peratusan.

di mana XN ialah nilai menormalkan kuantiti yang diukur.

2. Mengikut pola manifestasi.

2.1. Ralat sistematik- komponen ralat alat pengukur, diambil sebagai pemalar atau sentiasa berubah.

2.2. ralat rawak- komponen ralat alat pengukur, yang berbeza secara rawak.

2.3. Ralat teruk– ralat pengukuran, dengan ketara melebihi ralat yang dijangkakan dalam keadaan tertentu.

3. Mengikut syarat-syarat permohonan.

3.1. Ralat asas ialah ralat alat pengukur yang digunakan dalam keadaan biasa.

keadaan biasa aplikasi alat pengukur ialah keadaan di mana kuantiti yang mempengaruhi mempunyai nilai nominal atau berada dalam julat nilai normal. Keadaan penggunaan biasa dinyatakan dalam piawaian atau spesifikasi untuk digunakan pada alat pengukur. Apabila menggunakan alat pengukur dalam keadaan biasa, dipercayai bahawa kuantiti yang mempengaruhinya secara praktikal tidak mengubah ciri-cirinya dalam apa jua cara. Jadi, bagi banyak jenis alat pengukur, keadaan normal adalah- suhu - (293 ± 5)K, kelembapan bandingan - (65 ± 15)%, voltan dalam rangkaian bekalan kuasa - 220V±10%.

3.2. Ralat tambahan- komponen ralat alat pengukur, yang berlaku sebagai tambahan kepada ralat utama disebabkan oleh sisihan mana-mana kuantiti yang mempengaruhi daripada nilai normalnya atau disebabkan ia melebihi julat nilai normal. Ralat tambahan boleh disebabkan oleh perubahan dalam beberapa kuantiti yang mempengaruhi sekaligus. Ralat tambahan ialah bahagian ralat yang ditambahkan (penambahan algebra) kepada ralat utama dalam kes di mana peranti pengukur digunakan dalam keadaan kerja.

Keadaan kerja biasanya sedemikian rupa sehingga perubahan dalam nilai kuantiti yang mempengaruhi bagi mereka adalah jauh lebih besar daripada keadaan biasa, i.e. kawasan keadaan operasi termasuk kawasan keadaan normal.

Dalam sesetengah kes, ralat asas peranti pengukur juga ditentukan untuk kawasan kerja menukar nilai kuantiti yang mempengaruhi. Dalam kes ini, konsep ralat tambahan kehilangan maknanya.

4. Mengikut syarat dan mod ukuran.

4.1. Ralat statik alat pengukur, ralat statik- ralat alat pengukur yang digunakan dalam pengukuran kuantiti fizik, diambil sebagai pemalar.

4.2. Ralat dinamik alat pengukur ialah ralat alat pengukur yang berlaku semasa mengukur perubahan (dalam proses pengukuran) kuantiti fizik.

5. Dengan bentuk nilai nilai yang diukur.

5.1. Ralat tambahan alat pengukur (sifar ralat) ialah ralat yang kekal malar untuk sebarang nilai kuantiti yang diukur. Ralat aditif berlaku apabila fungsi penukaran sebenar dialihkan relatif kepada satu nominal dengan jumlah yang sama.

Jika ralat aditif adalah sistematik, maka ia boleh dihapuskan. Untuk melakukan ini, peranti pengukur mempunyai unit penalaan khas (pembetul) nilai sifar isyarat keluaran.

Jika ralat aditif adalah rawak, maka ia tidak boleh dikecualikan, fungsi sebenar dialihkan relatif kepada nominal dalam masa dengan cara yang sewenang-wenangnya. Dalam kes ini, untuk fungsi transformasi sebenar, adalah mungkin untuk menentukan jalur tertentu, lebarnya tetap malar untuk semua nilai kuantiti yang diukur. Kejadian ralat aditif rawak biasanya disebabkan oleh geseran pada penyokong, rintangan sentuhan, hanyut sifar, bunyi bising dan latar belakang alat pengukur.

5.2. Ralat pendaraban (ralat sensitiviti) - ralat nilai diukur secara linear meningkat atau menurun. Secara grafik, kemunculan ralat pendaraban ditafsirkan dengan menukar fungsi transformasi sebenar berbanding dengan fungsi nominal. Jika ralat darab adalah rawak, maka fungsi transformasi sebenar diwakili oleh jalur.

Sebab berlakunya ralat pendaraban biasanya adalah perubahan dalam pekali penukaran elemen individu dan unit peranti pengukur.

5.3. Ralat kelinearan - ralat sistematik di mana perbezaan antara fungsi transformasi nominal sebenar dan linear disebabkan oleh kesan bukan linear.

Sebab ralat ini mungkin reka bentuk (litar) peranti pengukur dan herotan bukan linear bagi fungsi penukaran yang berkaitan dengan ketidaksempurnaan teknologi pengeluaran.

5.4. Ralat histerisis (ralat terbalik)- ralat sistematik, dinyatakan dalam percanggahan antara fungsi penukaran sebenar peranti pengukur dengan peningkatan (lari lurus) dan berkurangan (terbalik) nilai yang diukur.

Ralat histerisis adalah yang paling ketara dan sukar untuk dihapuskan, sebab kejadiannya boleh menjadi: tindak balas dan geseran kering dalam elemen penghantaran mekanikal, kesan histeresis dalam bahan feromagnetik, fenomena polarisasi dalam elemen elektrik, piezoelektrik dan elektrokimia, fenomena kesan elastik dalam bahan sensitif anjal, dsb.

Punca ralat pendaraban ialah perubahan dalam parameter instrumen, yang menyebabkan ketidakstabilan pekali sensitiviti keseluruhan H = TAPI K/K 0 . Selalunya ini berlaku disebabkan oleh perubahan dalam parameter sumber kuasa, perubahan dalam suhu ambien, pemasangan peranti yang salah, dll. Seperti yang telah dinyatakan, untuk menghapuskan ralat pendaraban sistematik, peranti ditentukur.

Untuk mengurangkan ralat pendaraban rawak, pilihan rasional parameter dan struktur DUT digunakan. Nilai yang diperlukan, dikehendaki atau dikehendaki bagi faktor tindak balas keseluruhan DUT biasanya diketahui. K \u003d K baik. Sebagai contoh, jika IP dianggap sebagai IE, maka K= 1. Oleh itu, penentuan nilai optimum pekali sensitiviti pautan IU dikurangkan kepada pelaksanaan bersama dua syarat

di mana fungsi Kepada = K(k ( ,k 2 ,...,k N) dan D H = D H (k ( ,k 2 >... f k N) bergantung pada jenis gambarajah blok IU.

Dalam jadual. 9.4 menunjukkan keputusan penyelesaian masalah ini untuk sambungan tipikal pautan IU. Daripada jadual ini dapat dilihat bahawa apabila pautan IU disambung secara bersiri, penyebaran D H adalah sama dengan jumlah varians ralat pautan Ds. Dalam kes ini, ia tidak bergantung pada nilai pekali sensitiviti pautan DUT. Oleh itu, peningkatan dalam ketepatan pengukuran dalam MD tersebut hanya boleh dicapai dengan meningkatkan ketepatan pautan mereka (mengurangkan varians D s), atau mengurangkan bilangan pautan N. Berdasarkan prinsip ketepatan yang sama, adalah disyorkan, apabila membina MD sedemikian, untuk memilih pautan dengan nilai yang sama (atau dekat) bagi kuantiti

Ds = DXf/LG, di mana D M - nilai yang dibenarkan bagi varians ralat darab.

Jadual 9.4

Nilai optimum pekali sensitiviti

pautan IU

Catatan. Prinsip ketepatan yang sama dalam sistem pengukuran adalah pada tahap tertentu serupa dengan prinsip kekuatan yang sama dalam sistem mekanikal dan prinsip kebolehpercayaan yang sama dalam sistem teknikal.

keadaan Kepada = K boleh dicapai dengan memilih nilai yang diperlukan bagi pekali sensitiviti mana-mana pautan DUT. Biasanya, peranan pautan sedemikian dalam peranti dilakukan oleh penguat dengan keuntungan boleh laras.

Dengan sambungan selari dan anti-selari, terdapat nilai optimum pekali sensitiviti pautan (dan, akibatnya, parameter optimum DUT), di mana nilai minimum nilai dicapai O hlm dan keperluan itu dipenuhi K = K Zh. Nilai mereka bergantung pada nilai yang diingini bagi faktor sensitiviti keseluruhan K dan variasi ralat pautan DUT Ds. Dengan sambungan pautan sedemikian (selari dan anti selari), nilai minimum D u adalah sama dengan min geometri bagi varians ralat pautan. Khususnya, jika DAN mempunyai dua pautan, maka

Ia berikutan daripada ini: jika D x 2 , kemudian D Hm 0, yang mencerminkan fakta bahawa saiz unit q, yang dihasilkan semula oleh SI, tidak sama dengan satu.

Sumber utama ralat pendaraban ialah ketidakstabilan pekali kepekaan tolok tekanan pembezaan, dan sumber tambahan ialah hanyut sifar tolok tekanan pembezaan, kehilangan tekanan dalam talian pneumatik dan dalam tiub pengukur semasa menggelegak. Untuk menghapuskan ralat ini, sistem menggunakan kaedah ujian untuk meningkatkan ketepatan. Algoritma ujian untuk meningkatkan ketepatan pengukuran dilaksanakan dalam 3 kitaran: pengukuran utama - tiub pengukur utama berfungsi, ujian tambahan - tiub pengukur utama dan penetap penurunan tekanan rujukan dalam kerja pneumothorax negatif, dan ujian pendaraban - tiub utama dan tambahan yang panjang berfungsi.

Untuk mengurangkan ralat pendaraban statik, peranti dengan litar maklum balas tertutup, serupa dengan sistem kawalan automatik servo, kini digunakan secara meluas. Tetapi maklum balas negatif yang mendalam mengurangkan sensitiviti peranti, memburukkan sifat terpilih (selektif) dan sukar untuk dilaksanakan untuk kuantiti bukan elektrik. Oleh itu, adalah dicadangkan untuk menangani ralat pendaraban yang disebabkan oleh perubahan perlahan (contohnya, penuaan) parameter elemen litar analog dengan melaksanakan sistem pelarasan diri carian dan bukan carian dalam peranti.

Jenis kedua ialah ralat pendaraban, yang secara linear bergantung pada tahap isyarat input. Contoh ralat sedemikian ialah ralat transduser pengukur, disebabkan oleh perbezaan antara faktor penukaran sebenar dan faktor nominal. Dalam kes umum, pergantungan ralat pada isyarat input boleh sewenang-wenangnya. Contohnya ialah ralat dinamik alat pengukur, yang bergantung pada tahap dan undang-undang perubahan isyarat input, di satu pihak, dan ciri dinamik alat pengukur, sebaliknya. Khususnya, ralat dinamik alat pengukur dengan persamaan pembezaan linear dikira menggunakan konvolusi kamiran isyarat input dan tindak balas impuls alat pengukur.

Mari kita tentukan ciri-ciri ralat darab untuk mod statik.

Muka surat 1

Komponen tambahan ralat dalam peranti dengan ciri astatik adalah disebabkan oleh kehadiran ambang sensitiviti untuk pautan litar langsung.

Komponen tambahan ralat tidak bergantung pada pekali p, tetapi ditentukan oleh hanyutan sifar dan kehadiran ambang sensitiviti untuk pautan rantai langsung.

Komponen tambahan ralat penukaran FM disebabkan oleh anjakan selari ciri penukaran. Ralat ini sering dipanggil ralat sifar, yang disebabkan oleh ketidaktepatan tetapan awal penukar dan ketidakstabilan coo frekuensi awal penjana. Ralat darab (ralat sensitiviti) dikaitkan dengan perubahan dalam kecuraman ciri penukaran. Ia berkadar dengan nilai semasa isyarat video yang ditukar.

Komponen tambahan ralat AED menunjukkan dirinya dalam rupa isyarat pada output peranti atau nodnya jika tiada isyarat maklumat pada inputnya.

Ralat yang paling ketara ialah ralat sifar (komponen tambahan ralat), yang dikaitkan dengan fenomena histerisis sisa dan fenomena Barkhausen yang diperhatikan apabila teras dimagnetkan oleh medan pengujaan berselang-seli. Ralat sensitiviti (komponen pendaraban ralat) boleh dikurangkan kepada nilai yang agak kecil, mengikut susunan persepuluh peratus, jika maklum balas digunakan dalam litar pengukur. Ralat khusus ialah ralat yang dikaitkan dengan fakta bahawa PAKSI magnet transduser TIDAK bertepatan dengan paksi membujur geometri di mana transduser berorientasikan.

Tindakan sistematik -..,. dan komponen rawak ralat aditif semasa mengukur kenaikan isyarat / (DA.

Apabila mengukur kenaikan magnitud dengan instrumen yang sama, komponen tambahan ralat memberi kesan kepada tahap yang lebih rendah daripada yang darab. Dengan tindakan hanya satu komponen pendaraban ralat, ralat dalam pengukuran kenaikan hanya ditentukan oleh komponen ini.

Komponen pendaraban ralat pautan 1 dilemahkan dengan ketara (dalam K K kali) dan komponen tambahan ralat pautan maklum balas tidak lemah. Untuk keberkesanan kaedah, adalah perlu bahawa ralat a02, a12 pautan maklum balas 2 boleh diabaikan kecil.

Biasanya, ralat mutlak alat pengukur diwakili sebagai formula dua jangka xsi a bx, di mana sebutan pertama ialah komponen tambahan ralat, yang kedua ialah yang darab. Walau bagaimanapun, dalam satu kelompok yang diterima untuk kawalan, turun naik dalam parameter terkawal dan, akibatnya, ralat dalam pengukurannya akan menjadi tidak ketara. Mari kita juga andaikan bahawa ketumpatan taburan ralat pengukuran f (xa) diagihkan mengikut hukum biasa dengan jangkaan matematik ti dan RMS.

Biasanya, ralat mutlak alat pengukur diwakili sebagai formula dua jangka lei a bx, di mana sebutan pertama ialah komponen tambahan ralat, yang kedua ialah yang darab. Walau bagaimanapun, dalam satu kelompok yang diterima untuk kawalan, turun naik dalam parameter terkawal, dan, akibatnya, ralat dalam pengukurannya akan menjadi tidak ketara.

Jadi, untuk penukar haba rintangan platinum kelas B mengikut GOST R50353 (IEC 751), had ralat utama yang dibenarkan ialah D, (0 3 0 005 M) C. Komponen tambahan ralat, ditentukan oleh penyebaran rintangan awal penukar, ialah 0 3 C, dan pendaraban , bergantung pada sisihan kepekaan, adalah sama dengan 0 005 t С.