Корректирующего устройства

корректирующего преобразователя

6.5.3. Пределы корректирования. В СИ присутствуют помехи, действие которых увеличивается по мере расширения его полосы частот прспускания. Поэтому при улучшении динамических свойств СИ за счет расширения полосы частот происходит увеличение погрешностей. Ограничением, которое нельзя преодолеть, является также условие физической реализуемости корректирующего преобразователя. Наконец, существенные ограничения вносит нелинейность характеристик преобразователей СИ и усиление параметрических влияний в приборе с корректируемыми характеристиками. Объясняется это тем, что в таком СИ появляется большое количество элементов, изменение параметров которых вызывает появление погрешностей. Очевидно, чтс прибегать к улучшению динамических характеристик таким путем можно тогда, когда в СИ есть запас по точности в статическом режиме измерений. Поэтому следует подчеркнуть, что создание совершенных измерительных средств, безусловно, является и сейчас весьма, актуальной задачей, несмотря на то, что развитие вычислительных средств позволяет применять самые совершенные способы коррекции характеристик «несовершенных» средств измерений.

Найдем теперь выражение для результирующей погрешности скорректированного преобразователя. Отметим, что относительную погрешность выходной величины любого i-ro корректирующего преобразователя можно представить в виде суммы двух составляющих — погрешности бу самого i-ro преобразователя и погрешности 6У(> обусловленной наличием погрешности во входном F;_i сигнале, которая в свою очередь вызвана несовершенством предыдущих преобразователей. В частности, погрешность Yn величины может быть представлена в виде

корректирующего преобразователя КП„. В результате получим

где х^ — коэффициенты, характеризующие нелинейность функции преобразования i-ro корректирующего преобразователя, определяемые

t-ro корректирующего преобразователя; ун == • A"fe^ ^ -- относительная

влияния t'-ro корректирующего преобразователя.

Из (3.18) следует, что при коррекции погрешности от нелинейности по схеме 3.5, б корректирующие преобразователи могут быть достаточно низкой точности. Действительно, значения погрешностей корректирующих преобразователей в выражении для суммарной погрешности входят с коэффициентами VH и I*. значения которых значительно меньше единицы и тем меньше, чем меньше степень нелинейности основного преобразователя и значение выходного сигнала корректирующего преобразователя по сравнению с выходным сигналом скорректированного преобразователя.

Отсюда функция преобразования Фа (Y) корректирующего преобразователя при аддитивной коррекции

Так как в этом случае у, значительно меньше единицы то, как и в схеме, представленной на 3.5, б, влияние погрешности корректирующего преобразователя на значение результирующей погрешности будет невелико. Следовательно, к корректирующему преобразователю могут предъявляться сравнительно невысокие требования по точности.

где У!„ — выходная величина корректирующего преобразователя при мультипликативной коррекции.

а — структурная схема; 6 — АЧХ предыскажающего и корректирующего устройства; в — спектр группового сигнала.

Поскольку линеаризация функции преобразования связана, как правило, с формированием в корректирующем устройстве сигналов, функционально связанных с измеряемой величиной, простейшая структурная схема линеаризации может быть представлена в виде последовательного или параллельного соединения первичного преобразователя или другого средства измерения СИ, функцию преобразования которого необходимо линеаризировать, и корректирующего устройства /СУ. При их последовательном соединении ( 4.1, а) общая функция преобразования

функция преобразования корректирующего устройства будет иметь вид

ФУНКЦИЯ преобразования корректирующего устройства

Результирующая погрешность 6 скорректированного средства измерения в)первом приближении может быть оценена суммой относительных погрешностей корректируемого средства и корректирующего устройства:

Следовательно, при линеаризации по последовательной схеме к корректирующему устройству предъявляются высокие требования к точности. Выполнение этих требований зачастую связано с большими трудностями, тем более, что необходимо при этом обеспечить соответствующий вид функции преобразования корректирующего устройства.

Несмотря на упомянутые трудности последовательная схема линеаризации получила широкое распространение особенно для линеаризации функции преобразования преобразователей неэлектрических величин в. электрические выходные сигналы. В этом случае линеаризация может быть осуществлена с помощью электрического корректирующего устройства без применения, как правило, сложного в конструктивном отношении корректирующего преобразователя с неэлектрической входной величиной, как это необходимо в схемах линеаризации с параллельным включением корректирующего преобразователя.

При параллельном соединении корректирующего устройства по схеме 4.1, б выходной сигнал скорректированного средства измерения

Y = kX = Y1 + Уг = F г (X) + F, (X), а функция преобразования корректирующего устройства

функции Рг(Х); у, = -уг—коэффициент влияния корректирующего устройства, также равный — -та-.

Из последнего выражения следует, что при коррекции погрешности от нелинейности по схеме 4.1, б корректирующее устройство может быть достаточно низкой точности. Действительно, составляющая результирующей погрешности, обусловленная наличием корректирующего устройства, умножается на коэффициент у„ значение которого •канительно меньше единицы и тем меньше, чем меньше степень нелинейности линеаризирующего средства измерения.