3. Погрешности измерений. Общие понятия и определения. Классификация погрешностей. Суммирование погрешностей.

Точность измерений – качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеренной величины. В значительной степени зависит от погрешности прибора используемого в измерении.

Погрешность прибора определяется как разность между его показаниями и истинным значением измеряемой величины, является сложной функцией многих переменных, таких как измеряемая величина, время измерения, температура окружающей среды.

Классификация погрешностей.

Статическая возникает при измерении прибором постоянных величин после завершения перечисленных процессов в элементах приборов.

Динамическая п. – разность между погрешностью прибора в динамическом режиме работы и его статической погрешностью, соответствующей значению величины в данный момент времени.

Погрешность присущая прибору в нормальных условиях применения – основная, при отклонении от н.у. – дополнительная.

Систематическая погрешность – погрешность остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся. Ее можно определить при поверке и исключить.

Случайной называют погрешность, изменяющуюся случайным образом, обусловлена случайными изменениями параметров элементов прибора, случайными изменениями внешних факторов. Из-за сложности мат аппарата, на практике предполагают что  случайная погрешность квазистационарна, а ее законы распределения аппроксимируются стандартными одномерными законами распределения, что значительно упрощает вычислительную работу по определению суммарной погрешности.

 

Суммирование погрешности.

Многие АИП являются  сложными устройствами состоящими из нескольких преобразователей, следовательно важно найти общую погрешность по известным погрешностям его преобразователя.

В общем случае это можно сделать если известна  характеристика преобразования прибора. Эти параметры непостоянны, а изменяются от условий эксплуатации, времени и т.д., следовательно  погрешность как разница между  , в пределах  линейной теории точности можно получить оценку суммарной погрешности если воспользоваться понятием полного дифференциала от нескольких переменных заменив при этом приращении функции ее дифференциалом.

. Подставив в это выражение значения аргументов и их приращений, получим значение суммарной абсолютной погрешности.

 

 

 

 

 

 

 

4. Пассивные масштабные преобразователи аиу.

МП - измерительный преобразователь, предназначенный для измен

ения значений измеряемой величины, в заданное число раз. Различают пассивные и активные МП. Активные – строятся на ОУ, пассивные – делители напряжения, шунты, добавочные сопротивления, измерительные трансформаторы.

Пассивные МП.

В АИП делители напряжения (ДН) вместе с переключателями используются для изменения пределов измерений, а также в качестве цепей пассивной ОС. ДН выполняются как внутренними, так и внешними. В качестве ДН в основном применяют резисторы и только на частотах > 10 МГц применяют емкостные делители.

Эквивалентная схема резистивного делителя напряжения имеет вид:

Н ормальный передаточный коэффициент:

, реальный же

Для устранения дополнительной частотной погрешности необходимо строить ДН, как цепь, пропускающую все частоты. Очевидно, что  , когда  .

Е сли рабочий диапазон достигает десятков МГц, то наличием паразитной  индуктивности можно пренебречь, тогда условие пропускания всех частот ДН можно записать в виде:   или ₁ = ₂. Для выполнения условия компенсации в схемах ДН широкополосных приборов сопротивления делителя специально шунтируют конденсаторами, емкость которых рассчитывается, а затем подбирается при настройке прибора. При разработке и конструировании ВЧ ДН следует обратить внимание на устранение паразитных емкостей между ступенями переключателей. Для устранения этих связей в переключателях обычно применяется посекционное экранирование каждой ступени делителя и использование переключателей с минимальной емкостью между секциями. Одноступенчатые ДН выполняются на микропроволочных резисторах, с элементами частотной компенсации и имеют частотную погрешность порядка десятых долей процента. ДН на непроволочных резисторах с компонентами частотной погрешности. Имеют частотную погрешность порядка нескольких процентов. Если ДН не на входе схемы сопротивление можно выбирать существенно меньше и реактивными паразитными параметров можно пренебрегать. Погрешность коэффициента делителя определяется тщательностью подготовки сопротивления.