Главная Обратная связь

Дисциплины:






Третий источник ошибок.



Измерительная система находится в двухсторонней связи с окружающей средой. Окружающая среда может существенно влиять на результат измерения: «возмущающее» воздействие.

Примеры:

§ Аддитивные и мультипликативные помехи (термоэлектричество, токи утечки, индуктивные и емкостные наводки помехи и др.).

4. Четвертым источником ошибок измерения являются несовершенные характеристики СИ.

 

Рассмотрим природу перечисленных источников ошибок измерения и способы снижения величины этих ошибок.

 

Первый источник ошибок.

(Обратное влияние на измеряемый объект).

Объект и измерительная система взаимодействуют друг с другом: объект влияет на измерительную систему и наоборот, система оказывает воздействие на объект: влияние объекта на измерительную систему - положительное действие, т.к. при этом осуществляется передача измерительной информации. А вот влияние измерительной системы на объект желательно снизить до минимума, т.к. оно приводит к изменению измеряемой величины (ошибка обратного влияния).

Еще раз приведем высказывание В. Гейзенберга [Л.6]: «Микромир нужно наблюдать по его действиям посредством высококачественной измерительной техники. Однако он уже не будет предметом нашего непосредственного чувственного восприятия… Наши усложненные эксперименты представляют собой природу не саму по себе, а измененную и преобразованную под влиянием нашей деятельности в процессе исследования…»

Основным способом снижения ошибок измерения этого типа является согласование измерительной системы с измеряемым объектом. Различают несколько типов согласования (Два противоположных принципа согласования: анэнергетическое и энергетическое).

 

Анэнергетическое согласование.

 

Цель такого согласования – свести к минимуму передачу энергии или мощности между объектом измерения и измерительной системой.

На рис.5.11 иллюстрируется принцип анэнергетического согласования.

 

Рис.5.11

Результат измерения: Ux = E (5.9)

При подключении к источнику измерительной системы (вольтметр V), напряжение на выходных клеммах источника уменьшается от E до Ux. Это – методическая систематическая погрешность; ее величина D = Ux – Е = Е ( - 1) зависит от соотношения Rv и Ro.

Если задать допустимую относительную погрешность измерения - (где = ), то входное сопротивление Rv измерительной системы (вольтметра V) должно удовлетворять неравенству:

Rv ³ (5.10)или » (5.11)

Таким образом, для точного измерения Ux необходимо, чтобы входное сопротивление измерительной системы было много больше внутреннего сопротивления Ro объекта измерения.



Чем выше требуемая точность измерения, тем больше должно быть входное сопротивление измерительной системы.

В необходимых случаях, поскольку эта ошибка относится к разряду систематических ошибок, ее можно исключить расчетным путем или техническим приемом.

Пример:

Дано: Rv=20 кОм R1=10 кОм R2=20 кОм  
Рис. 5.12

а) Расчет погрешности

Ux = 30В

Uрасч.аб = = 20 В(без влияния «V»)

D = Ux - Uрасч.аб = (15-20)В = -5 В; = (!)

Чтобы получить правильный результат, нужно к результату измерения Uxаб прибавить поправку Dn = - D, т.е.

Uxточн = Uxаб + Dп=(15+5)В=20В

 

б) Технический прием

 

Рис. 5.13

 

Измерение проводится дважды:

1. Ключ Кл – замкнут

U1 = Uаб = Uвб = E , где R - выходное сопротивление источника

2. Ключ Кл – разомкнут

U2 = Uвб= Е

 
 


Решая систему уравнений: (5.12)

 

 
 

 


Если взять R=Rv, то (5.13)

Если комплексный входной импеданс средства измерения имеет положительную действительную часть, то СИ будет потреблять некоторую энергию. Если входной импеданс чисто мнимый, то в среднем система не потребляет энергии, но в отдельные моменты времени будет иметь место передача энергии в ту или иную сторону между объектом и СИ.

Пример таких СИ: вольтметр электростатической системы.

Аналогичным образом можно рассмотреть принцип анэнергетического согласования при измерении средством изменения (амперметром А) токовой величины( I ):

Рис. 5.14

Показания прибора:

Ii = I0 , т.е. Ii ¹ I0

Относительная погрешность измерения:

»

Таким образом, для «токового» СИ необходимо, чтобы входное сопротивление Ri << R0

 

Дано:Е=10В Rо=1Ом Rн=49 Ом Ri=10 Ом  
Пример: Цепь с нагрузкой Rн

Рис. 5.15

 

Определить погрешность измерения тока.

Ix =

При Ri = 0: I0 =

=





sdamzavas.net - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...