 |
Погрешность средств измер-й: класс точности, размах, вариация, аддитив-я, мультипликативная.
|
|
|
|
Погр-сть СИ-ний – раз-сть м/д показ-м СИ и истин-м знач-м.
Погр-сти СИ делят по х-ру проявления на сист-ские и случ-е, а по форме представления – на абсол-ю, относ-ю и приведенную.
D = Х изм – Х и, 
100%, 
В зав-сти от усл-й прим-я разл-т основную и доп-ную погр-сти.
Осн-я погр-сть – погр-сть, кот-ю имеет СИ при исп-нии в норм-х усл-х. Норм-ми усл-ми прим-я наз-т усл-я, при кот-х влияющие в-ны имеют номин-е знач-я. Они указ-ся в стандартах или тех-х усл-х на СИ. При исп-нии СИ-ний в норм-х усл-х считают, что влияющие на них величины практически никак не изменяют их х-ки.
Доп-ная погр-сть – измен-е погр-сти СИ, вызванное отклон-м 1й из влияющих в-н от ее норматив-го знач-я. Это часть погр-сти, кот-я добавляется (имеется в виду алгебр-е слож-е) к основной в случаях, когда СИ прим-ся в раб-х усл-х. Раб-е условия обычно таковы, что измен-я знач-й влияющих в-н для них существенно больше, чем для нормальных условий.
Для рассм-ния зав-сти погр-сти СИ от измеряемой в-ны исп-т понятия номинальной и реальной функций преобразования.
Номин-я (или ид-ная) ф-ция преобр-я – ф-ция преобр-я, кот-я приписана измер-му уст-ву дан-го типа и указана в его паспорте.
Реал-я функция преобразования – функция преобразования, кот-й обладает конкретный экземпляр СИ данного типа. Отлич-ся от номин-й из-за несов-ва конструкции и технологии изгот-я. Отклон-я от номин-й ф-ции различ-ны и зав-т от знач-я изм-мой в-ны. По этому признаку по-греш-сти принято разделять на аддитивную, мультипликативную, линейности и гистерезиса.
Аддитивная (погр-сть нуля) – погр-сть, кот-я ост-ся пост-й при всех знач-х измеряемой в-ны. Если она явл-ся сист-ской, то она м.б. устранена. Для этого в СИ обычно имеется спец-ный настроечный узел (корректор) нулевого знач-я вых-го сигнала.
|
|
|
Если она явл-ся случайной, то ее нельзя искл-ть и для реальной ф-ции преобр-ния можно опр-ть некот-ю полосу, ширина которой остается постоянной при всех значениях измеряемой величины.
Возн-е случайной аддит-й погр-сти вызвано трением в опорах, контактными сопротивлениями, дрейфом нуля и шумом.
Мультипликативная (погр-сть чувств-сти) – погр-сть, которая линейно возрастает (или убывает) с ув-нием измеряемой величины.
Причиной ее возникн-я обычно является изменение коэффициентов преобразования отдельных элементов и узлов СИ.
Если номин-я функция преобр-ния лин-я, а реальная - нет, то вызванную таким располож-м реальной ф-ции преобр-ния сист-скую погр-сть наз-т погр-ю линейности. Ее причинами м.б. конструкция (схема) измерит-го уст-ва и нелин-е искаж-я ф-ции преобр-ния, связ-е с несовершенством технологии производства.
Погр-сть гистерезиса – наиболее сущ-ная и трудно устра-нимая сист-ская погр-сть СИ, выраж-ся в несовпад-и реальной ф-ции преобр-ния СИ при ув-нии (прямой ход) и ум-нии (обратный ход) измеряемой в-ны. Причинами гистерезиса явл-ся: люфт и сухое трение в мех-х передающих эл-нтах, гистерезисный эффект в ферромагн-х мат-лах, внутр-е трение в мат-лах пружин, явл-е поляриз-и в эл-х, пьезоэл-х и электрохим-х эл-нтах и др. Под действием влияющих в-н реал-я функция преобраз-я изменяет свое располож-е и форму. При этом исп-т понятие «размах» и «вариация».
Размах – раз-сть м/д наиб-м и наим-м знач-ми вых-ого сигнала, соотв-щими одному и тому же знач-ю измеряемой в-ны и получ-ми при многократном и одностор-м подходе к этому значению.
Вариацией H вых-го сигнала наз-т среднюю разность между знач-ми вых-го сигнала, соотв-щими одному и тому же знач-ю измеряемой в-ны, полученными при многократном и двустороннем подходе к этому значению.
ГСП: принципы построения.
ГСП, гос-я система пром-х приборов и ср-в автоматизации, - сов-сть уст-в получ-я, передачи, хран-я, обработки и предст-я инф-ции о состоянии и ходе разл-х процессов и выработки упр-щих возд-й на них.
|
|
|
ГСП сост-т из унифиц-х эл-нтов, модулей и блоков, доп-щих инф-ное, энергетич-е и конструктивное сопряжение в агрегатных комплексах и автоматизированных системах управления.
В ГСП вх-т эл-е, пневм-е и гидр-е приборы и уст-ва в обыкнов-м, виброустойчивом, герметичном, пыле- и влагозащищённом исполнении. К уст-вам получ-я и первичного преобр-я инф-ции относ-ся датчики, кнопки, а также выводные уст-ва, формир-щие сигналы для передачи на расст-е. Передача инф-ции осущ-ся каналы связи. Выработка упр-щих возд-й достигается рег-щими уст-ми (рег-рами). Рег-р, получая сигналы непоср-но от датчика или ч/з уст-во централиз-го контроля, выраб-т в соотв-и с зад-й программой и з-ном рег-ния энергетич-е импульсы, приводящие в действие ИМ, кот-й ч/з РО-ны (коммутирующую аппаратуру, упр-мые вентили, клапаны, заслонки, задвижки) изменяет потоки энергии или в-ва и этим возд-т на объект рег-ния.
Уст-ва ГСП взаимод-т посредством нормиров-х эл-х, пневм-х, гидравл-х, мех-х, акустич-х и оптич-х сигналов. По виду сигналов устр-ва ГСП делятся на аналоговые и дискретные.
Устройства ГСП имеют нормированные источники питания.
Унификация конструкций ГСП повышает технол-сть изделий в произв-ве, упрощает их комплектацию, монтаж, наладку и эксплуатацию. Инф-ная, энергетич-я и конструкт-я сопря-гаемость уст-в ГСП ускоряет проектир-е и изгот-е систем автомат-го контроля, рег-ния и упр-ние в составе оборуд-я автоматизир-го произв-ва.
В основу постр-я ГСП положены след-е пр-пы: выдел-е уст-ва по функц-ным признакам, минимизация номенклатуры изделий, блочно-модульное постр-е тех-х ср-в, агрегатное пост-е СУ, совместимость приборов и устройств.
По функц-му признаку все изделия ГСП делятся на 4 группы: 1) уст-ва получ-я инф-ции о сост-и процесса; 2) уст-ва приема, преобр-я и передачи инф-ии по каналам связи; 3) уст-ва преобр-я, хран-я, обработки инф-ции и формир-е команд упр-я; 4) уст-ва исп-ния командной инф-ции для возд-я на ОУ.
СИ входят в число устройств 1й и 2ой групп и п/с первичные, промежут-е, масштаб-щие (нормирующие) измерит-е преобр-ли, измерит-е приборы и системы.
|
|
|
В зав-сти от рода исп-мой энергии СИ и вспом-ные уст-ва ГСП подразд-т на 4 самост-е ветви: 1) эл-ю, 2) пневм-ю, 3) гидравл-ю и 4) не исп-щей вспом-й энергии. Все СИ-й и уст-ва эл-ой, пневм-й и гидравл-й ветви имеют унифиц-е вх-е и вых-е сигналы.
| Вид сигнала | Физическая величина | Параметры сигнала |
| Электрический | Пост. ток | 0¸5мА 0¸20мА 4¸20мА -5¸0¸5мА |
| Пост. напряжение | 0¸10 0¸20 -10¸0¸10 мВ 0¸1 0¸10 -1¸0¸1 В | |
| Перем. напряжение | 0¸2 -1¸0¸1 В | |
| Частота | 2¸8 кГц | |
| Пневматический | Давление | 0.02¸0.1 МПа |
| Гидравлический | Давление | 0.1¸6.4 МПа |
Связь эл-х, пневм-х и гидравл-х уст-в осущ-ся с пом-ю соотв-щих преобр-лей сигналов. Этим обеспеч-ся создание комбинир-х средств ГСП. Средства ГСП строятся из блоков и модулей.
На рис. Под «естеств-м» вх-м сигналом в привед-й классиф-и понимают вых-ю физ-ю в-ну ПИП, получ-ю однократным простым («естеств-м») преоб-м измеряемой в-ны и не соотв-щую по пар-рам унифиц-ным сигналам. При этом под простым преобр-м понимают только преобр-е, исп-мым для измерения физ-м явл-м.
Для преобр-я естеств-го вых-го сигнала в унифицир-й в ГСП исп-ся нормирующие преобр-ли. В ГСП применяются 4 структ-е схемы измерит-х уст-в, а именно: схема прямого однократного преобр-я, схема упр-щего преобр-я (часто наз-ся компенсац-й), схема послед-го прямого преобр-я, схема прямого дифференц-го преобр-я.
Нормир-е метрол-х х-к СИ ГСП осущ-ся по группам, выдел-м в зав-сти от функцион-го назнач-я.
Ср-ва ГСП, служащие для технолог-х измер-й, в основном явл-ся аналог-ми и имеют малую случ-ю сост-щую погр-сти. Поэтому их МХ-ки формир-ся комплексами, включающими обычно: номин-ю ф-цию преобр-я, предел допускаемой осн-й погр-сти, предел доп-й вариации, динамич-ю х-ку, номин-е знач-е вх-ого импеданса, номин-е знач-е вых-го импеданса (для измерит-х преобр-й), предел допускаемой доп-й погр-сти (для некот-х измерит-х приборов).
В ГСП предусм-но неск-ко видов конструкт-го исполнения СИ: нормальное, (обычное), пыле-, брызг о- и взрывозащитное.
|
|
|
