2.04. Статические свойства средств измерения.

Различают статические и динамические свойства средства измерений. Статические свойства средства измерений проявляются при статическом режиме его работы, т. е. когда выходной сигнал средства считается неизменным при измерении.

Погрешность средства измерений – это разность между показанием СИ и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины. Погрешность и различные ее составляющие является основной нормируемой характеристикой СИ.

Чувствительность средства измерений – отношение приращения выходного сигнала Dy средства измерений к вызвавшему это приращение изменение входного сигнала Dx.

При нелинейной статической характеристике преобразования чувствительность зависит от входного сигнала х, при линейной характеристике чувствительность постоянна.

Порог чувствительности – это наименьшее изменение входной величины, обнаруживаемое с помощью данного средства измерений. Порог чувствительности выражают в единицах входной величины.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений.

Для оценки влияния средства измерений на режим работы объекта исследования указывают входное полное сопротивление Z_вх. Входное сопротивление влияет на мощность, потребляемую от объекта исследования средством измерения. Допустимая нагрузка на средство измерений зависит от выходного полного сопротивления Z_вых средства измерений. Чем меньше выходное сопротивление, тем больше допустимая нагрузка на средство измерений.

Коэффициентом передачи (к) называется отношение выходной величины y к входной величине x, т. е. к = y/x. Коэффициент передачи, как правило, имеет постоянное значение в любой точке диапазона.

2.05. Статические и динамические свойства средств измерения и других элементов сар, их влияние на качество регулирования.

Различают статические и динамические свойства средства измерений. Статические свойства средства измерений проявляются при статическом режиме его работы, т. е. когда выходной сигнал средства считается неизменным при измерении.

Погрешность средства измерений – это разность между показанием СИ и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины. Погрешность и различные ее составляющие является основной нормируемой характеристикой СИ.

Чувствительность средства измерений – отношение приращения выходного сигнала Dy средства измерений к вызвавшему это приращение изменение входного сигнала Dx.

При нелинейной статической характеристике преобразования чувствительность зависит от входного сигнала х, при линейной характеристике чувствительность постоянна.

Порог чувствительности – это наименьшее изменение входной величины, обнаруживаемое с помощью данного средства измерений. Порог чувствительности выражают в единицах входной величины.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средства измерений.

Для оценки влияния средства измерений на режим работы объекта исследования указывают входное полное сопротивление Z_вх. Входное сопротивление влияет на мощность, потребляемую от объекта исследования средством измерения. Допустимая нагрузка на средство измерений зависит от выходного полного сопротивления Z_вых средства измерений. Чем меньше выходное сопротивление, тем больше допустимая нагрузка на средство измерений.

Коэффициентом передачи (к) называется отношение выходной величины y к входной величине x, т. е. к = y/x. Коэффициент передачи, как правило, имеет постоянное значение в любой точке диапазона преобразователя, а перечисленные виды преобразователей (масштабирующие, нормирующие) – линейную статическую характеристику.

Для описания динамических свойств средств измерений используют переходные характеристики. Переходная характеристика представляет собой реакцию динамической системы на единичное ступенчатое воздействие.

Переходная характеристика описывает инерционность измерения, обуславливающую запаздывание и искажение выходного сигнала. Переходная характеристика может иметь апериодическую и колебательную формы.

Динамические характеристики средств измерений, характеризующие реакцию средства измерения на гармонические воздействия в широком диапазоне частот, называют частотными характеристиками, которые включают в себя амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики.

Зависимость A(), показывающая, как изменяется с частотой отношение амплитуды выходных колебаний A_y() линейной динамической системы к амплитуде входных колебаний A_x(), называется амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) этой системы.

Зависимость от частоты сдвига по фазе между входными и выходными колебаниями называется фазо-частотной характеристикой (ФЧХ) системы.

В зависимости от полноты описания динамических свойств средств измерений различают полные и частные динамические характеристики.

Полная динамическая характеристика – характеристика, однозначно определяющая изменения выходного сигнала средства измерений при любом изменении во времени информативного или неинформативного параметра входного сигнала, влияющей величины или нагрузки. К ним относят переходную характеристику, совокупность амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик, передаточную функцию.

Частная динамическая характеристика не отражает полностью динамических свойств средств измерений. Примерами частных динамических характеристик являются: время реакции средства измерений, значение амплитудно-частотной характеристики на резонансной частоте.

На практике используются следующие параметры, характеризующие динамические свойства средств измерений:

а) время запаздывания — отрезок времени от момента подачи сигнала до начала заметного изменения выходной величины;

б) постоянная времени – отрезок времени под касательной, проведенной в точке перегиба переходной характеристики;

в) время переходного процесса – время от момента подачи входного сигнала до момента, когда выходная величина достигнет значения, отличающегося от стационарного не более чем на определенную величину δ;

г) период колебаний;

д) первый выброс выходной величины – отношение амплитуды к диапазону измерения;

е) степень затухания.