Измерительного генератора

В основе формализованного описания измерительной процедуры лежит уравнение измерений, устанавливающее связь результата измерения с входным воздействием и выполняемыми преобразованиями. Наличие уравнения измерений позволяет сформировать необходимое измерительное программное обеспечение, а также провести метрологический анализ измерительной процедуры и результатов измерения. При выполнении метрологического анализа сопоставляются результат измерения, получаемый с помощью /~го измерительного эксперимента (л;/), результат измерения, который был бы получен при идеальной реализации принятого алгоритма (XBJ), к истинное значение измеряемой келичины (xj). Следует иметь в :зиду, что при проведении метрологического эксперимента (аттестации, поверке) используется еще и так называемое действительное значение измеряемой величины, получаемое с применением образцовых средств измерений (XRJ). Однако механизм его формирования, как правило, не совпадает со структурой рассматриваемой измерительной процедуры: осуществляется непосредственное сопоставление действительного значения с результатом измерения. Поэтому уравнение получения действительного значения нами не вводится.

Итеративными будем называть циклические измерительные процедуры, в каждом цикле которых алгоритм изменяется на основе информации о результата* измерения, полученных в предыдущих циклах, и с учетом изменения условий проведения измерительного эксперимента.

Завышенные оценки погрешностей измерения, как правило, ведут к необходимости увеличения затрат на проведение измерительного эксперимента, вызывают необоснованные затраты на разработку, промышленный выпуск и эксплуатацию средств измерений.

где АМ1 — погрешность СИ в рабочих условиях эксплуатации; АВ! — погрешность, обусловленная взаимодействием СИ и объекта измерений; знак * означает операцию объединения погрешностей; алгоритм этого объединения определяется конкретными условиями измерительного эксперимента;

развития методов математической статистики и планирования измерительного эксперимента, позволяющих решить поставленные задачи.

Исключение систематических погрешностей. Любая систематическая погрешность опаснее центрированной, так как она всегда искажает результат измерения. В связи с этим важнейшей задачей измерительного эксперимента является обнаружение систематических погрешностей с целью их исключения или учета.

Универсального способа обнаружения систематических погрешностей не существует, поскольку весьма разнообразны методы, средства и условия измерений. Поэтому при подготовке измерительного эксперимента необходимо тщательно изучить систематические погрешности.

Исключение систематических погрешностей. Любая систематическая погрешность опаснее центрированной, так как она всегда искажает результат измерения. В связи с этим важнейшей задачей измерительного эксперимента является обнаружение систематических погрешностей с целью их исключения или учета.

Универсального способа обнаружения систематических погрешностей не существует, поскольку весьма разнообразны методы, средства и условия измерений. Поэтому при подготовке измерительного эксперимента необходимо тщательно изучить систематические погрешности.

Книга посвящена изложению общетеоретических вопросов, а также принципов построения и основ проектирования измерительных информационных систем (ИИС). Рассматриваются критерии оценки ИИС, вопросы планирования измерительного эксперимента, дискретизации и восстановления непрерывных величин, основные закономерности преобразования измеряемых величин в сигналы, особенности обработки измерительной информации в ИИС, Анализируются основные разновидности стриктур ИИС и их свойства.

При экспериментальном определении закона распределения вероятностей неизбежно возникают методические погрешности, обусловленные конечной длительностью наблюдения (Г<;оо) или выборки (JV< <°о) реализаций и конечным значением интервала квантования по уровню А*=И=0. Именно ввиду наличия в первую очередь методических погрешностей в результате измерительного эксперимента получаются не точные, а приближенные выражения — оценки законов распределения вероятностей:

Электронные осциллографы помимо измерения напряжений и временных интервалов можно применять и для других целей, например в качестве нуль-индикаторов в измерительных мостах переменного тока, а также для измерения частоты гармонических колебаний по фигурам Лиссажу на экране ЭЛТ. В этом случае на вход канала Y подается напряжение, частоту которого надо измерить, а на вход канала X — напряжение от внешнего измерительного генератора с частотой /0- При этом генератор развертки отключают переключателем Я4. Изменяя частоту измерительного генератора и фиксируя фигуры Лиссажу на экране ЭЛТ, по их виду определяют отношение частот fx/fa и, зная /0, находят fx. Так, эллипс, окружность и прямая на экране соответствуют fx/f0=l.

10.10. Структурная схема низкочастотного измерительного генератора

10.11. Структурная схема измерительного генератора прямоугольных импульсов

Принцип действия ИАЧХ основан на плавном изменении частоты измерительного генератора (генератор качающейся частоты), напряжение которого поступает на вход исследуемого четырехполюсника, и на регистрации амплитуды выходного напряжения четырехполюсника в зависимости от частоты.

Частотная характеристика остаточного затухания канала ТЧ измеряется с помощью измерительного генератора и указателя уровня на частотах 300, 400, 600, 800, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2200, 2400, 2600, 2800, 3000, 3200, 3300, 3400 Гц.

Расхождение несущих частот, которое может возникнуть вследствие расхождения частот модулятора и демодулятора канала ТЧ, измеряется с помощью измерительного генератора ИГ-6 и счет-чикового частотомера СЧ-10, входящих в состав пульта ИПТТ.

Переходное затухание между трактом передачи и приема канала ТЧ измеряется или методом сравнения ( lO.la), или методом разности уровней ( 10.16). В первом случае на &) станции, с которой ведутся измерения, в канал ТЧ и параллельно на вход магазина затуханий от измерительного генератора подают ток частотой 800 Гц и уровнем +8,7 дБ. Указатель уровня с 600-омным входом поочередно подключается к выходу канала ТЧ и магазина затуханий. Регулировкой магазина затуханий добиваются одинаковых показаний указателя уровня. Величина переходного затухания соответствует затуханию магазина затуханий. Во втором случае величина переходного затухания равна разности уровней на входе и выходе канала ТЧ.

Затухание соединительной линии измеряется на частотах 400, $00, 2500 и 3200 Гц при подаче на вход линии токов от измерительного генератора с нулевым уровнем и внутренним сопротивлением 600 Ом. При измерениях пользуются указателем уровня с -600-омным входом.

параллельного контура C2—L. На этот контур подается высокочастотное напряжение от измерительного генератора Г, модулированное по частоте. Модуляция осуществляется механически при помощи двигателя М. Когда переключатели находятся в левых положениях, ячейка С0 включена в измерительный контур, а вспомогательный конденсатор переменной емкости С1 подключен к задающему контуру отсчетного генератора Г0. С-детектора Д напряжение частоты модуляции поступает на фазочувствительный усилитель У/, управляющий двигателем Ml конденсатора С2. Этим конденсатором контур настраивается в резонанс с частотой со генератора Г. Затем устройство управления автоматически подключает к контуру вместо ячейки конденсатор С/, а к выходу усилителя У/ —двигатель М2. Емкостью конденсатора С1 автоматически замещается в контуре емкость ячейки, т. е. емкость конденсатора С1 устанавливается равной емкости ячейки. При очередном подключении ячейки к контуру конденсатор С1 подключается к от-счетному генератору Г„ и частотомером ИЧ измеряется его частота. По изменению частоты определяется диэлектрическая проницаемость. Тангенс угла диэлектрических потерь tg б определяется по относительному изменению напряжения на измерительном контуре Д?/Х/С/0, где U0 — амплитуда напряжения при пустой ячейке; Шх — изменение напряжения после заполнения ячейки иссле-дуемым веществом. Напряжение на контуре измеряется автоматическим компенсационным методом при помощи фазочувствительного усилителя У2, двигателя МЗ и переменного резистора R.

8.23. Структурная схема измерительного генератора гармонических колебаний (подгруппа ГЗ).

Обычно изменение /2 по отношению к f2H не превышает 10%. Для получения частотного диапазона измерительного генератора в пределах 20 Гц— (20—40) кГц значение /2н должно составлять 200—400 кГц. Основное достоинство задающего генератора на биениях — возможность плавной перестройки частоты в широком диапазоне частоты (например, 20—20000 Гц). Такой диапазон частот с использованием задающего генератора /?С-типа приходится перекрывать тремя поддиапазонами (20—200; 200—2000; 2000—20000 Гц). В измерительных генераторах подгруппы ГЗ, выпускаемых в СССР, обычно используются задающие генераторы ^С-типа.