Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Выбор приборов по метрологическим характеристикам

Читайте также:
  1. I. ВЫБОР ТЕМЫ КУРСОВОЙ РАБОТЫ
  2. I. ВЫБОР ТЕМЫ НАУЧНОГО ДОКЛАДА
  3. II-В. Диагностирование возможности возникновения пожара от аварийных режимов работы технологического оборудования, приборов и устройств производственного и бытового назначения.
  4. Адаму предоставлен выбор
  5. Активизация явки избирателей на выборы
  6. Алгоритм выбора поставщика продукции.
  7. Алгоритм выбора рецептурного бланка

Если есть возможность выбрать один прибор из нескольких од­нотипных, подходящих по диапазонам измерений и основным эксплуатационным характеристикам, то, прежде всего, следует руководствоваться метрологическими характеристиками приборов. Возможна априорная оценка погрешностей результатов. Если при­мерное значение измеряемой величины известно, условия прове­дения эксперимента достаточно определены, то можно и нужно оценить (т. е. определить хотя бы приблизительно) априори (т. е. до проведения эксперимента) инструментальные ожидаемые погреш­ности всех сравниваемых приборов.

Существуют два подхода к оценке погрешностей результатов измерений: детерминированный и вероятностный (статистический). Первый подход проще, но дает в общем случае завышенную оцен­ку погрешности, так как в нем рассматривается наихудший случай сочетания всех составляющих. Он иногда так и называется - метод наихудшего случая.

Рассмотрим детерминированный подход на примере выбора прибора для статического измерения действующего значения пе­риодического напряжения электрической сети. Допустим, предпо­лагаемый диапазон измеряемых действующих значений составляет 170...260 В. Номинальная частота измеряемого напряжения равна 50 Гц. Температура в эксперименте предполагается не выше +35 °С. Суммарная инструментальная относительная погрешность должна быть обеспечена на уровне не хуже 3...4 %.

Предположим, что в нашем распоряжении есть два цифро­вых мультиметра: ЦМ 1 и ЦМ 2. Их основные характеристики таковы.

ЦМ 1. Миниатюрный (Pocket-Size) простой и дешевый цифро­вой мультиметр с подходящим диапазоном измерений перемен­ных напряжений 0...500 В. Класс точности прибора (предельное значение относительной погрешности δп во всем диапазоне рабо­чих температур 0...45 °С) определен как δп = ±5,0 %.

ЦМ 2. Цифровой компактный (Hand-Held) мультиметр с подхо­дящим диапазоном измерения переменных напряжений 0...400 В. Класс точности прибора (предельное значение основной абсолют­ной погрешности Dп) на этом диапазоне:

Dп = ±(0,005 X к+ 0,005 X),

где X к- верхнее значение диапазона измерения (в нашем случае X к = = 400 В); X - предполагаемое измеренное значение, в данном случае Х = = 170...260 В.

Дополнительная погрешность определена как половина основ­ной на каждые 10 °С отличия от номинальной температуры 20 °С в пределах изменения температуры окружающей среды от 0 до 50 °С.

Как видим, классы точности приборов заданы по-разному (гра­фические зависимости значений абсолютных и относительных по­грешностей от значения измеряемой величины Х представлены на рис. 6.13 и 6.14). Поэтому для правильного сравнения метрологических возможностей необходимо привести погрешности прибо­ров к единой форме.

Оценим количественно для обоих приборов значения абсолют­ных D и относительных δ инструментальных погрешностей пред­полагаемых результатов измерения напряжения обоими прибо­рами, причем воспользуемся наиболее простым (детерминиро­ванным) подходом - методом наихудшего случая, т.е. опреде­лим максимально возможные значения погрешностей при задан­ных условиях.

ЦМ 1. Предельное значение суммарной (т.е. суммы основной и дополнительной составляющих) инструментальной абсолютной погрешности D1, В, для первого прибора:

D1 = δп X / 100,

где X -измеряемое значение.

Большему значению X (X = 260 В) соответствует большая по­грешность:

D1 = ± 5 · 260 / 100 = ± 13 В.

Относительная погрешность δ1 этого прибора постоянна во всем диапазоне измеряемых напряжений, известна и равна ±5 %.

ЦМ 2. Предельное значение основной абсолютной погрешно­сти D, В:

D = ±(0,005 X к + 0,005 X),

где Хк -верхнее значение диапазона измерения (в нашем случае Хк = = 400 В); X -предполагаемое измеренное значение в нашем варианте - диапазон значений Х = 170...260 В.

Меньшему значению измеряемого напряжения X соответствует погрешность D2о.м.:

D2о.м = ±(0,005 · 400 + 0,005 · 170) = ±(2,0 + 0,85) = ±2,85 В.

Большему значению X соответствует погрешность D2о.б:

D2о.б = ±(0,005 · 400 + 0,005 · 260) = ±(2,0 + 1,3) = ±3,3 В.

Дополнительная абсолютная погрешность D определяется для границ диапазона возможных значений X так:

D2д.м = [1/2 · D2о.м · (35 – 20)] / 10 = (± 1/2 ·2,8 · 15) / 10 = ± 2,1 В.

D2д.б = [1/2 · D2о.б · (35 – 20)] / 10 = (± 1/2 ·3,3 · 15) / 10 = ± 2,48 В.

Суммарные инструментальные абсолютные погрешности D2д.м (для меньшего значения X)и D2д.б (для большего значения X),равны:

D = D2о.м + D2д.м = ±(2,8 + 2,1) ≈ ±4,9 В;

D = D2о.б + D2д.б = ±(3,3 + 2,48) = ±5,78 ≈ ±5,8 В.

Предельные значения суммарной относительной погрешности δ2 для границ диапазона значений X = (170... 260) В составляют, соответственно:

δ = ±(4,9: 170) 100 ≈ ±2,9 %; δ = ±(5,78: 260)100 ≈ ±2,2 %.

Найденные оценки предельных значений суммарных абсолют­ных D и относительных δ инструментальных погрешностей сведе­ны в табл. 4.

Следует отметить, что реальные погрешности результатов из­мерений могут иметь любые конкретные значения, не превышаю­щие рассчитанных предельных значений.

Таким образом, можно сделать следующий вывод. В данном при­мере для эксперимента следует выбрать второй прибор (прибор ЦМ 2), так как он отвечает всем поставленным требованиям, в том числе обеспечивает требуемое значение предельной относи­тельной погрешности (2,9...2,2 % при требуемых 3...4 %) во всем диапазоне возможных значений измеряемого напряжения и тем­пературы окружающей среды.

Таблица 4

Оценки (округленно) суммарных инструментальных погрешностей

Прибор D, В δ, %
ЦМ 1 ЦМ 2 ± 13 ± 4,9 / ± 5,8 ± 5,0 ± 2,9 / ± 2,2

 


Дата добавления: 2015-07-15; просмотров: 104 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Самопишущие приборы | Светолучевые осциллографы | Измерительные магнитографы | Аналоговые запоминающие осциллографы | Цифровые методы и средства измерений | Характеристики аналого-цифровых преобразователей | Методы аналого-цифрового преобразования | Режим измерения частоты | Режим измерения периода | Структура цифрового вольтметра |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Структура цифрового мультиметра| Выбор диапазона измерения

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.008 сек.)