Методы повышения точности средств измерений

Сентябрь 3, 2022

Главная
Алгебра
Методы повышения точности средств измерений

Содержание

2. Лекция 11 Методы повышения точности средств измерений
3. Методы повышения точности средств измерений конструктивно-технологические, структурные, алгоритмические, инвариантные, комплексные. Конструктивно-технологические методы основаны на повышении качества
4. Структурные методы Основная идея структурных методов повышения точности состоит в том, чтобы из неточных элементов путем
5. Схемы температурной компенсации а) б) R1=const
6. Схема компенсации сопротивлением с обратным температурным коэффициентом
7. Компенсация температуры холодного спая
8. Схема автоматического введения поправки на температуру
9. Методы уравновешивающего преобразования Измеряемая величина х преобразуется с помощью первичного преобразователя ПП в величину Fx ,
10. S=αK=K/(1+ βK) Чувствительность измерительной цепи уравновешивания Отсюда следует, что чувствительность цепи уравновешивания в 1+ βK раз
11. В приборах уравновешивающего преобразования, для которых связь выхода с входом дается уравнением погрешность прибора Δ y
12. Инвариантные методы Инвариантные методы сводятся к выбору точных связей, при которых система не реагирует на внешние
13. схема защиты прибора от возмущений, которые пропускаются через фильтры Ф1 Ф2, Ф3. Здесь под фильтрами следует
14. Реализация принципа инвариантности путем создания в схеме прибора компенсирующих сигналов, противоположных по знаку погрешностям. С поступлением
15. Схема прибора прямого преобразования, с двумя одинаковых канала S1 и S2 через один из которых проходит
19. Алгоритмические методы Алгоритмические методы повышения точности сводятся к рациональной обработке сигналов с целью исключения погрешностей. Наибольшее
20. Метод эталонных сигналов k1, k2, k4 k1, k3 k2, k4 k2, k3, k5
21. Метод инвертирования широко используется для устранения ряда постоянных и медленно изменяющихся систематических погрешностей. Этот метод и
22. Комплексные методы повышения точности Основаны на сочетании структурных и алгоритмических методов, используют информацию об одних и
23. Схема комплексирования
25. Скачать презентацию

Слайд 2

Лекция 11 Методы повышения точности средств измерений

Слайд 3

Методы повышения точности средств измерений
конструктивно-технологические,
структурные,
алгоритмические,
инвариантные,
комплексные.
Конструктивно-технологические методы

основаны на повышении качества материалов, деталей, сборки, регулировании и т. д.

Слайд 4

Структурные методы
Основная идея структурных методов повышения точности состоит в том, чтобы

из неточных элементов путем их рационального соединения создать точные приборы. Достигается это тем, что в измерительную цепь прибора включают корректирующие звенья и элементы.

Слайд 5

Схемы температурной компенсации
а)
б)
R1=const

Слайд 6

Схема компенсации сопротивлением с обратным температурным коэффициентом

Слайд 7

Компенсация температуры холодного спая

Слайд 8

Схема автоматического введения поправки на температуру

Слайд 9

Методы уравновешивающего преобразования
Измеряемая величина х преобразуется с помощью первичного преобразователя ПП

в величину Fx , уравновешиваемую величиной Fу, получаемой от обратного преобразователя ОП. Входной величиной обратного преобразователя является выходная величина I, формируемая в прямой цепи, состоящей из преобразователя неравновесия ПН, модулятора М, усилителя Ус и демодулятора ДМ. На вход преобразователя ПН поступает сигнал рассогласования ΔF=FX— Fy.
Измерительная цепь статического уравновешивания состоит из прямой цепи с преобразованием ΔF →I и коэффициентом преобразования (передачи) К и цепи обратной связи с преобразованием I→Fy и коэффициентом преобразования (передачи) β

Слайд 10

S=αK=K/(1+ βK)
Чувствительность измерительной цепи уравновешивания
Отсюда следует, что чувствительность цепи уравновешивания

в 1+ βK раз меньше чувствительности К прямой цепи. Уменьшение чувствительности окупается тем, что в такое же число раз уменьшается погрешность преобразования Fx→ I

Из схемы видно, что K=I/ Δ F; β = Fy/I;
Fу /ΔF= βК — глубина уравновешивания;
Δ F /Fx=α - относительное неравновесие;
Fу/Fx=k — относительная глубина уравновешивания.
Пользуясь этими обозначениями, можем написать

Слайд 11

В приборах уравновешивающего преобразования, для которых связь выхода с входом дается

уравнением

погрешность прибора Δ y связана с погрешностью прямой цепи Δ у1 и цепи обратной связи Δ у2 выражением

где S = K/(1 + βК) —чувствительность прибора.
Видно, что возможны следующие пути уменьшения погрешностей:
если выбрать параметры так, чтобы βК>>1 за счет увеличения чувствительности прямой цепи К, то Δ y~-Δ у2/ β, т. е. погрешность прибора определяется погрешностью обратного преобразователя;
погрешность прибора можно сделать равной нулю при условии
если погрешности Δу1 и Δу2 — случайные величины, то для их уменьшения при условии Δу1> Δу2 необходимо увеличивать передаточные числа К и β. Если Δу1<Δу2, то выгодно иметь малые значения К и β.

у = Kх/(1 + βК)

Δу = Δу1/ (1 + βК)-Δу2 (1 + βК)=S(Δу1/К-Δу2)

Слайд 12

Инвариантные методы
Инвариантные методы сводятся к выбору точных связей, при которых система

не реагирует на внешние возмущения.

Можно отметить два способа:
а) уменьшение погрешностей за счет уменьшения возмущений ξ, q, η и ν на прибор;
б) уменьшение погрешностей за счет уменьшения коэффициентов влияния β1, β2, β3… βn .

Принцип Аббе - отсчетное устройство должно быть на одной линии с измеряемым размером

Слайд 13

схема защиты прибора от возмущений, которые пропускаются через фильтры Ф1 Ф2,

Ф3. Здесь под фильтрами следует понимать собственно фильтры, амортизаторы, экраны и т. д.

Слайд 14

Реализация принципа инвариантности путем создания в схеме прибора компенсирующих сигналов, противоположных

по знаку погрешностям.

С поступлением возмущений ξ, q, η и ν - по двум каналам. Второй с передаточной функцией W организуется для того, чтобы получить компенсационный сигнал

Слайд 15

Схема прибора прямого преобразования, с двумя одинаковых канала S1 и S2

через один из которых проходит измеряемый сигнал х и возмущающий сигнал ξ, а через второй -— только сигнал ξ. В вычислителе В производится операция вычитания ξ и на выходе получается сигнал у=у(х), не зависящий от ξ

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 19

Алгоритмические методы
Алгоритмические методы повышения точности сводятся к рациональной обработке сигналов с

целью исключения погрешностей.
Наибольшее значение имеют методы:
эталонных сигналов (в сочетании с переменной структурой),
методы инвертирования и модуляции сигналов,
методы обработки сигналов в микропроцессорах и др.

Слайд 20

Метод эталонных сигналов
k1, k2, k4
k1, k3
k2, k4

k2, k3, k5

Слайд 21

Метод инвертирования широко используется для устранения ряда постоянных и медленно изменяющихся

систематических погрешностей. Этот метод и ряд его разновидностей (метод исключения погрешности по знаку, коммутационного инвертирования, структурной модуляции, двукратных измерений, инвертирования функции преобразования и др.) основаны на выделении алгебраической суммы четного числа сигналов измерительной информации, которые вследствие инвертирования отличаются направлением информативного сигнала, опорного сигнала или знаком погрешности.
Метод модуляции - метод близкий к методу инвертирования, в котором производится периодическое инвертирование входного сигнала и подавление помехи, имеющей однонаправленное действие.
Метод исключения погрешности по знаку - вариант метода инвертирования, который часто применяется для исключения изввестных по природе погрешностей, источники которых имеют направленное действие, например погрешностей из-за влияния постоянных магнитных полей, ТЭДС и др.

Слайд 22

Комплексные методы повышения точности
Основаны на сочетании структурных и алгоритмических методов, используют

информацию об одних и тех же или функционально связанных величинах, полученных с помощью различных приборов, с целью уменьшения погрешностей и повышения надежности.
Направлений в создании комплексных систем:
комплексирование п одинаковых приборов с целью получения среднего по множеству значения измеряемой случайной величины;
комплексирование нескольких приборов одного назначения, имеющих различную точность или разные диапазоны измерения
комплексирование нескольких приборов одного назначения, отличающихся разными областями применения

Слайд 23

Методы повышения точности средств измерений

Содержание

Лекция 11 Методы повышения точности средств измерений

Структурные методыОсновная идея структурных методов повышения точности состоит в том, чтобы

Схемы температурной компенсацииа)б)R1=const

Схема компенсации сопротивлением с обратным температурным коэффициентом

Компенсация температуры холодного спая

Схема автоматического введения поправки на температуру

Методы уравновешивающего преобразованияИзмеряемая величина х преобразуется с помощью первичного преобразователя ПП

S=αK=K/(1+ βK) Чувствительность измерительной цепи уравновешиванияОтсюда следует, что чувствительность цепи уравновешивания

В приборах уравновешивающего преобразования, для которых связь выхода с входом дается

Инвариантные методыИнвариантные методы сводятся к выбору точных связей, при которых система