Читайте также:
|
У техніці зв'язку при вимірюваннях у багатьох випадках використовуються не всі частоти, у діапазоні яких працює той чи інший пристрій зв'язку, а деякі середні частоти, рекомендовані для таких вимірювань. Наприклад, у звуковому діапазоні це 800 та 1000 Гц, для телеграфної передачі 25 Гц (при швидкості передачі 50 Бод), для високих частот 1 МГц.
Для спрощення вимірювань і розрахунків часто використовуються джерела вимірювального струму і навантаження, що мають загальноприйняті стандартні опори. Це, насамперед, опір 600 Ом, що часто фігурує як номінальне значення для кінцевих вимірювальних опорів, а також у якості характеристичного, вхідного чи вихідного опору різноманітних вимірювальних пристроїв. У системах передачі по симетричних кабельних ланцюгах застосовуються опори 135, 150, 170 Ом, по коаксіальних кабелях — 75 Ом, у низькочастотних системах, що працюють по сталевих ланцюгах, — 1400 Ом, у системах зв'язку, що працюють по лініях електропередачі, — 300 і 100 Ом.
РОЗДІЛ 2
ЗРАЗКОВІ ПРИЛАДИ І ДОПОМІЖНІ ПРИСТРОЇ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ АПАРАТУРИ
Зразкові і робочі засоби вимірювань. Похибки
Вимірювання виконуються за допомогою спеціальних технічних засобів, що мають нормовані метрологічні властивості і називаються засобами вимірювань. До засобів вимірювань відносяться: міри, перетворювачі, прилади, установки і системи.
Міри відтворюють фізичну величину заданого розміру з необхідної для даних вимірювань точністю.
Перетворювачі виробляють сигнал вимірювальної інформації у формі, зручній для передачі, подальшого перетворення, обробки і (або) збереження. У перетворювачі можуть входити вимірювальні механізми.
Вимірювальні прилади виробляють сигнал вимірювальної інформації у формі, доступній для безпосереднього сприйняття спостерігачем (вольтметр, осцилограф, частотомір).
Вимірювальні установки — сукупність функціонально об'єднаних засобів вимірювань, розташованих в одному місці, а вимірювальні системи — подібна сукупність, що використовує канали зв'язку і призначена для вироблення сигналів вимірювальної інформації у формі, зручній для автоматичної обробки.
Для найбільш точних вимірювань маються державні зразкові міри — еталони різних фізичних величин. Для перевірки робочих технічних засобів вимірювань існують зразкові прилади, точність яких перевіряється по еталонах. Усі зразкові міри або прилади можуть використовуватися як такі тільки в тому випадку, коли вони у встановлений термін перевірені відповідними організаціями по більш точних мірах.
Результат вимірювань завжди має похибку. Тому результат вимірювань не може дати точного значення вимірюваної величини, а дає тільки так назване дійсне значення, прийняте за точне і визначене з тією або іншою похибкою.
Похибки вимірювань розрізняються по:
джерелу виникнення (метод, інструмент, суб'єкт);
умовам проведення вимірювань (температура, тиск, вологість);
характерові прояву (систематичні, випадкові, промахи);
часовому поводженню вимірюваної величини (статична похибка, коли вимірювана величина не міняється за час вимірювань; динамічна, коли прилад не встигає реагувати на зміни вимірюваної величини);
способові вираження: абсолютна 
, коли вона визначена як різниця між результатом вимірювань і дійсним значенням вимірюваної величини 
; відносна, коли вона визначена відношенням абсолютної похибки до дійсного значення вимірюваної величини
(
; 
).
Похибки за умовами вимірювань розділяються на основні (при умовах, прийнятих за нормальні: температура +20±5°С, відносна вологість 65±15%, тиск 100000±4000 Па (760±30 мм рт. ст.)] і додаткові. Додаткові похибки враховують як зміни зазначених умов, так і відхилення режиму роботи приладу або ланцюга від прийнятих для даного засобу вимірювань і ланцюга (у відношенні, наприклад, напруги живлення, впливу зовнішніх магнітних полів, температури й ін.). Вони вказуються в паспортах приладів у відсотках, частках класу точності (К) або в одиницях вимірюваної величини. Так, відхилення частоти на 10% від нормованих для приладу меж може внести додаткову похибку на К %.
Систематичні похибки — складові загальної похибки вимірювань (звичайно одного знака), що залишаються постійними (або закономірно змінюються) при повторних вимірах тим же способом і засобами (наприклад, похибки: за рахунок шунтування вольтметром опору, на якому виміряється напруга; при установці нульових показань приладу; через особливості сприйняття особи, що вимірює; через недооблік, постійно діючого фізичного явища, що супроводжує процес виміру й ін.). У принципі, систематична похибка може бути виявлена, усунута або врахована.
Випадкові похибки — складовою загальної похибки, що змінюються випадковим образом при повторних вимірах однієї і тієї ж величини. Вони звичайно малі, а точний облік їх може бути зроблений тільки при досить великій кількості повторних вимірювань (як правило, не менш десяти) за законами теорії ймовірностей. За дійсне значення вимірюваної величини в цьому випадку приймається звичайно середнє арифметичне з ряду вимірювань.
Промахи — грубі помилки, обумовлені неправильним відліком або розрахунком, недбалістю вимірюючого і т.п., що у ряді вимірювань не враховуються і відкидаються. Для судження про те, чи можна віднести якийсь результат вимірювань до промахів, часто застосовують правило «трьох сигм». Під величиною сигма 
розуміється середнє квадратичне відхилення випадкової величини 
від її середнього значення 
. Величина 
відповідає в більшості випадків (при нормальному, гаусовому розподілі з імовірністю 0,997) гранично можливому відхиленню значення 
від 
. Результати вимірювань, що відхиляються від 
більше чим на , звичайно можна вважати промахами.
Основна похибка для вимірювальних приладів визначається класом їхньої точності (К). Клас точності вказується на шкалі (або в паспорті) приладу і дорівнює вираженої у відсотках граничної відносної похибки при показаннях приладу, прийнятих за норму (часто називаною приведеною похибкою). У приладів з однобічною шкалою за норму приймається відлік при відхиленні стрілки на всю шкалу, названу номінальним (
): 
. Для приладів з нулем у середині шкали за норму приймається сума відліків (по модулю) від крайньої лівої відмітки до крайньої правої; для приладів з істотно нерівномірною шкалою за норму приймається довжина шкали 
і береться в одиницях довжини. Електровимірювальні прилади виготовляються дев'яти класів точності (0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0).
Відносна похибка результату вимірювання 
%, знаходиться з розрахунку, що похибка може мати місце на будь-якій ділянці шкали:
. (2.1)
Для зразкових приладів ємності, індуктивності, опору, загасання основна похибка визначається також класами їхньої точності відповідно до ДСТ на ці прилади. Для багатьох вимірювальних приладів, використовуваних у техніку зв'язку (зокрема, для вимірників рівня), основна похибка указується як абсолютна, тобто в одиницях вимірюваної величини на визначеній оцінці шкали (наприклад: 0,1 дБ на оцінці «0»). Клас точності при цьому не вказується.
Основними характеристиками, по яких оцінюють і вибирають у вимірювальній техніці зв'язку зразкові прилади, є номінальні межі регулювання зразкової величини, основна похибка і додаткова похибка від частоти. Нерідко приходиться також враховувати стабільність параметрів приладу в часі, припустиму потужність розсіювання, іноді додаткову похибку від температури й інші, здатні мати місце при даному вимірі.
При обліку декількох похибок (наприклад, основної і додаткової) гранична похибка виразиться їхньою сумою, причому усі вони повинні бути узяті з однаковим знаком (якщо точно знаки їх невідомі). Якщо складають більш трьох похибок, то вірніше враховувати ймовірну похибку. Орієнтовно її можна прийняти рівній 0,67 від граничної, а точніше, знайти як результат додавання похибок по квадратичному закону, узявши корінь квадратний із суми квадратів усіх похибок.
Дата добавления: 2014-12-20; просмотров: 141 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |