Инструментальной погрешности

Инструментальная погрешность определяется нестабильностью параметров элементов схемы преобразователя и неточностью его настройки.

Инструментальная погрешность в свою очередь состоит из основной (До) и суммарной дополнительной (Ад) погрешностей средства измерений .(СИ), а также динамической составляющей погрешности измерений (Адин) и погрешности взаимодействия СИ с объектом измерения (AB3). Наконец, Ад сама состоит из ряда слагаемых (Адь Дд2...Дд«), обусловленных разными влияющими величинами ь ?2, ••-. «-

где АщЛ:/ — методическая погрешность; Л„л;* — инструментальная погрешность,.

Соотношения (2.3)...(2.5) выражают следующее: методическая погрешность соответствует результату измерения, который был бы получен при идеальной реализации принятого алгоритма, а инструментальная погрешность обусловлена отличием реальных характеристик технических средств от номинальных характеристик этих средств.

Инструментальная погрешность может быть только случайной, но может содержать и систематическую составляющую. Наличие последней определяется видсм распределения вероятности R и &RA.

Инструментальная погрешность цифрового представления состоит из статической и динамической погрешностей. Составляющие статической погрешности (при неизменном входном сигнале) по характеру возникновения делят на четыре группы:

Инструментальная погрешность в большой мере влияет на рациональный выбор минимальных значений интервалов квантования и дискретизации. Одной из особенностей современных устройств отображения цифровой измерительной информации является ограничение информационной емкости отображающего устройства (матричная панель или электронно-лучевая трубка в цифровом осциллографе [85]). Подобного ограничения, по существу, нет в цифровых приборах с отображением цифро-буквен-ной информации. Поэтому в цифровой осциллографии следует придерживаться мнения о значимости всех разрядов цифрового отсчета, а следовательно, о необходимости превышения методической погрешности (квантования и дискретизации) над инструментальной погрешностью.

Особенности поверки цифровых приборов. Отличительным свойством цифровых приборов, по сравнению с аналоговыми, является наличие у них погрешности квантования Л„. При поверке предполагается, что погрешность квантования известна и ее определения не требуется. В то же время погрешность квантования входит в состав общей погрешности прибора Ап, которая и должна определяться при поверке. Очевидно, Ап = Л„ + Ак, где А„ — инструментальная погрешность прибора.

Способ синусоидальной развертки не позволяет определить фазовый сдвиг однозначно. Когда оси эллипса совпадают с осями координат, фазовый сдвиг ф равен 90 или 270°. Если ббльшая ось эллипса располагается в первом и третьем квадрантах, то фазовый сдвиг 0 < ф < 90° или 270° < ф < 360°; если во втором и четвертом, то 90° < ф < <С 180° или 180° •< ф
Кроме того, будет иметь место инструментальная погрешность, содержащая в общем случае как систематическую, так и случайную погрешность (погрешность измерения замещающей мощности). Суммарная погрешность болометрического ваттметра не превышает ±1,5%.

Поэтому погрешность за счет указанного фактора ничтожна и Q^QL. Доминирующей погрешностью является инструментальная погрешность, связанная с измерением напряжения и градуировкой вольтметра в единицах Q.

инструментальной погрешности Аи,

для полной инструментальной погрешности и ее компонент

Основным источником инструментальной погрешности данного устройства является отличие плотности вероятностей w (у) т требуемого вида. Представим функцию w (у) в виде ряда. [31]

Задача аналитических методов определения инструментальной погрешности средства измерений (СИ) состоит в определении основных составляющих общей погрешности средства измерений: основной, дополнительной, динамической и погрешности взаимодействия. Причем эти составляющие общей погрешности СИ, в свою очередь, состоят из нескольких составляющих погрешностей, появление которых обусловлено преобразованиями, осуществляемыми в СИ, свойствами входного сигнала, изменением окружающей среды и неинформативных параметров измерительного сигнала. Например, в число динамических погрешностей включаются погрешности от неидеальности метрологических характеристик СИ, погрешность из-за действия помех, погрешности при дискретных и цифровых представлениях сигналов.

Математическое ожидание М [А] и дисперсию D [Aj] статической составляющей инструментальной погрешности СИ в реальных условиях эксплуатации можно вычислить из следующих соотношений.

9.2. График зависимости средней vie,-дратичегкой инструментальной погрешности АЦП последовательно-параллельного типа от его параметров при М == 1; 6 < ;V < 12

Для средств измерений неэлектрических величин расчет составляющей инструментальной погрешности может быть осуществлен по полученным соотношениям, если использовать теорию электромеханических аналогий и сначала найти электрический аналог исследуемого СИ [15].

На рис, 9.7 изображен граф, соответствующий воспроизведению измерительной процедуры (1 П и определению полной погрешности и ее компонент, определяемых выражениями (2.9)... (/.12), На 9.8 лредставлен граф, иллюстрирующий воспроизведение принятой измеритель; пи процедуры (1.2) в целях определения полной методически;! погрешности и ее составляющих, выражаемых соотношениями (2,1Ь}....(2.21). Наконец, на 9.9 изображен граф воспроизведен! м измерительных процедур (1.1) и (1.2) в целях определения полной инструментальной погрешности и ее компонент» соответствии' с выражениями (2.22)...(2.25).

9.9. Граф определения инструментальной погрешности и ее компонент на основе имитацией аого моделирования

При определении инструментальной погрешности измерений предполагается, что оценена методическая составляющая общей погрешности измерений, или эксперимент по определению инструментальной погрешности планируется так, что методическая погрешность мала и ею можно пренебречь.

2) расчетное определение характеристик инструментальной погрешности измерений, производимых любым средством измерений данного типа, причем в качестве модели такой погрешности принимается модель вида