7. Погрешность измерений

Все расчеты, приведенные выше, проводились для практически идеального случая, когда мощность с источника света максимальная и не рассеивается из-за расстояния между излучателем и приемником.

Интенсивность светодиод будет зависеть от температуры. Нормальная температура для светодиод будет 25^o C. При -20^о С интенсивность излучения может быть повышена в 1.75 раз, а при 60^о С понизиться в 2 раза. Однако измерения, проводимые на данном приборе, относительные, а зависимости достаточно линейные, чтобы устройство работало корректно. Для фотодиода приведено лишь то, что он работает в температурном диапазоне -30^о..80^о С.

Основными источниками погрешностей ОУ являются: 1) неравенство бесконечности собственного коэффициента усиления (K), что приводит к погрешности некомпенсации dнк = K/K0; 2) наличие усиления синфазного сигнала, вследствие чего коэффициент ослабления синфазного сигнала (КОСС) не равен бесконечности (Мс ) и появляется соответствующая погрешность, оцениваемая по формуле dс = 10^Мс/20; 3) наличие смещения и дрейфа нуля ОУ (Е). Первые две погрешности носят мультипликативный характер, определяя погрешность коэффициента усиления, в результате чего характеристика Uвых = f(Uвх) изменяет свой наклон; третья — аддитивный, определяя смещенность характеристики Uвых = f(Uвх) параллельно самой себе.

dнк = К/К0 = (1,5/100000) ^.100 % = 0,015 %

dс = 10^Мс/20 = 10^(-80/20) = 10^-4 = 0,01 %

Адаптивная погрешность нас не интересует.

Погрешность фотодиод при теневом токе (400 пА макс.) при 1 мА составит 0.005%, незначительно.

+ погрешность резистора R1 , включенного в преобразовательную цепь

В Итоге суммарная погрешность 0,025%+1%+0,005%= 1,03%

8.Перечень элементов:

1. светодиод VLMK20J2L1

2. фотодиод ODD-660W

3. ОУ LM358D (x2)

3. Подстроечный резистор 33кОм

4. Резисторы (1.4кОм, 2.7кОм, 10кОм)

5. АЦП ICL7107

6. Батареи 5в, 9в

9. Рекомендации по эксплуатации и конструированию.

Необходимо при конструировании прибора предусмотреть внешние факторы. Для этого светодиод и фотодиод должны быть в трубе, чтобы внешняя засветка не мешала работе. Так же необходимо предусмотреть индикацию результата. Рекомендуется на выход АЦП поставить пару регистров, один будет содержать эталонный результат, другой будет содержать полученный результат. Можно настроить индикацию на % и при эталонном результате индикатор будет выдавать «100», а при результате он будет выдавать процент от эталонного результата.

Рекомендуется использовать прибор в пределах -20^о..+35^оС, в других диапазонах погрешность может непредсказуемо возрасти.

При конструировании, желательно длину трубок свето- и фотодиодов делать минимальной.

Эксплуатация: Перед измерением коэффициента пропускания стекол, необходимо сделать эталонный замер, без каких-либо преград между свето- и фотодиодами. Далее разместить излучатель и приемник между тонированным стеклом. Необходимо размещать их как можно более ровно, по одной оси, иначе измерение не будет правильным.