Существенно нелинейная характеристика термоанемометра в диапазоне скоростей газа 40 - 640 м/с может быть аппроксимирована с погрешностью не более 2,2 %, а при разбиении этого диапазона на две части - 0,4 %. Погрешность аппроксимации характеристик кондуктометрических датчиков для измерения концентрации не превышает 1 % во всем диапазоне и 0,5 % при разбиении его на две части. Зависимость периода выходных импульсов от освещенности новейшего датчика светового потока на БИСПИН-приборе аппроксимируется с погрешностью 1,2 %. Приведенные цифры, хотя и не сильно впечатляют, тем не менее служат свидетельством того, что при не слишком высоких требованиях к точности, которые часто характерны для промышленных измерений, дробно-линейная функция может с успехом использоваться.
Ценным является то, что дробно-линейная функция обладает групповым свойством [3]. Это приводит к тому, что весь измерительный канал, состоящий обычно, кроме датчика, из линейных или почти линейных звеньев, также имеет дробно-линейную ФП, т.е. усложнения ее не происходит.
В прикладной математике разработаны многочисленные и разнообразные методы определения функциональных зависимостей по результатам эксперимента [4]. Среди них, в первую очередь, следует выделить статистические методы, к которым относится широко используемый метод наименьших квадратов. Кроме них применяются разнообразные числовые и графические методы.
Взаимодействие датчика с объектом представляет интерес в той степени, в которой оно изменяет значение измеряемой величины. В большинстве случаев характеристикой такого взаимодействия является входной импеданс датчика. При этом он может быть определен лишь в тех случаях, когда измеряемая величина представляет силу, перемещение, скорость или ускорение в обобщенном смысле, а это возможно лишь тогда, когда для данного физического процесса могут быть указаны эквиваленты этих величин. Эта проблема решена для представительного ряда областей, в результате чего появились электромеханические, электроакустические, электрогидравлические, электропневматические и электротепловые аналогии.
Тем не менее, именно потому, что на входе датчика, как правило, неэлектрическая величина, входной импеданс практически никогда не указывается. Такое положение, кроме тех случаев, когда входной импеданс не определен, объясняется традицией (инерцией мышления). Ее следует нарушить везде, где применимы вышеуказанные аналогии. Это серьезно помогло бы потребителям в решении вопросов применимости тех или иных датчиков [7].
Изменение значения измеряемой величины при подключении датчика, как правило, является следствием изменения энергетического состояния объекта, которое происходит из-за отбора энергии датчиком. Такой отбор следует минимизировать, что означает требование повышения входного импеданса, если измеряется обобщенная сила, и его снижения, если измеряются обобщенные перемещение, скорость и ускорение. И то, и другое происходит при миниатюризации конструкций датчиков.
Влияние датчика на объект не опасно, если оно контролируемо и не вызывает нарушения функционирования объекта. Более того, оно может сознательно вызываться для повышения чувствительности, что имеет место, например, при измерении характеристик полей, когда датчик является локальным концентратором поля.
Выходной импеданс датчика обычно является электрическим, и его указание не представляет трудностей.
В традиционном представлении датчикам, в общем, присущи следующие разновидности погрешностей:
влияние неинформативных параметров объекта;
- влияние факторов окружающей среды;
- динамическая погрешность;
следствие технологического разброса значений конструктивных параметров;
нелинейность;
гистерезис;
временной уход характеристик датчика;
погрешность квантования выходного сигнала;
неточность калибровки.
Этот перечень целесообразно уменьшить, исходя из существа его составляющих. Действительно, поскольку объект для датчика является частью окружающей среды (а иногда, например, при измерении характеристик полей, попросту отождествляется с нею) неинформативные параметры объекта также следует отнести к факторам окружающей среды. К ним, строго говоря, относится и динамическая погрешность, т.к. она по определению вызывается скоростью изменения измеряемой величины и влияющих факторов окружающей среды, а скорость - сама влияющий фактор. Сюда же при внимательном рассмотрении следует отнести и нелинейность, т.к. при представлении выходной величины датчика в виде степенного полинома оказывается, что на его входе, кроме измеряемой величины, появляются ее степени (иные физические величины), которые вполне могут восприниматься как неинформативные параметры объекта. Наконец, к факторам окружающей среды следует причислить и время, обладающее всеми свойствами физической величины, и тогда временной уход датчика тоже теряет свою обособленность.
Самое читаемое:
Исследование систем передачи цифровой информации повышенной помехозащищенности с использованием одночастотных псевдослучайных сигналов
В условиях проводимого сокращения стратегических вооружений
особую актуальность приобретают задачи, связанные с повышением качественных
характеристик вооружения и военной техники.
Одним из наиболее перспективных направлений в указанной
области является совершенствование систем управления, войсками и оружием.
Неотъемлемой части та ...