Средства измерений прямого преобразования.

Структурная схема средства измерений прямого преобразования показана на рис. 4-7, где — звенья; — информативные параметры сигналов. В дальнейшем при математическом анализе информативные параметры будут именоваться сигналами или величинами.

Как видно из рис. 4-7, входной сигнал х последовательно претерпевает несколько преобразований и в конечном итоге на выходе получается сигнал

Для измерительного прибора сигнал получается в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем, например в виде отклонения указателя отсчетного устройства. Для измерительного преобразователя сигнал получается в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения.

Примером электроизмерительного прибора, имеющего структурную схему прямого преобразования, может быть амперметр для измерения больших постоянных токов. В этом приборе измеряемый ток вначале с помощью шунта преобразуется в падение напряжения на шунте, затем в малый ток, который измеряется измерительным механизмом, т. е. преобразуется в отклонение указателя.

Чувствительность (коэффициент преобразования) средства измерений, имеющего структурную схему прямого преобразования,

где - коэффициенты преобразования отдельных звеньев. При нелинейной функции преобразования чувствительность и коэффициенты преобразования зависят от входного сигнала.

Мультипликативная погрешность возникает при изменении коэффициентов преобразования. С течением времени и под действием внешних факторов коэффициенты могут изменяться соответственно на При достаточно малых изменениях этих коэффициентов можно пренебречь членами второго и большего порядка малости, и тогда относительное изменение чувствительности

Изменение чувствительности приводит к изменению выходного сигнала на Этому изменению выходного сигнала соответствует абсолютная погрешность измерения входной величины

Как видно из выражения (4-29), погрешность, вызванная изменением чувствительности, является мультипликативной. Относительная мультипликативная погрешность измерения

Аддитивная погрешность вызывается дрейфом «нуля» звеньев, наложением помех на полезный сигнал и т. д., приводящих к смещению графика характеристики преобразования звена на как показано на рис. 4-8. Аддитивную погрешность можно найти, введя на структурной схеме после соответствующих звеньев дополнительные внешние сигналы Дол, равные смещениям характеристик преобразования звеньев.

Рис. 4-8. Характеристика преобразования звена

Для оценки влияния этих дополнительных сигналов пересчитаем (приведем) их к входу структурной схемы. Результирующее действие всех дополнительных сигналов равно действию следующего дополнительного сигнала на входе:

Результирующая аддитивная погрешность равна Таким образом, как следует из (4-28) и (4-30), в средствах измерений, имеющих структурную схему прямого преобразования, происходит суммирование погрешностей, вносимых отдельными звеньями, и это затрудняет изготовление средств измерений прямого преобразования с высокой точностью.