Реферат: Структурні схеми перетворювачів

Отже, при послідовному з'єднанні перетворювачів, що мають пропорційні функції перетворення, наведена похибка приладу дорівнює сумі наведених похибок перетворювачів, його складових.

З отриманих виразів можна визначити похибку приладу, якщо відомі похибки перетворювачів, його складових, наприклад, якщо похибки систематичні.

Якщо ж похибки випадкові, то їхні значення звичайно невідомі, але часто відомі імовірнісні параметри точності: середньоквадратична похибка, граничні похибки й т.д.

Для схеми рис. 2 абсолютне значення середньоквадратичної похибки при незалежності похибококремих перетворювачів у першому наближенні можна визначити за формулою

, (18)

де у _1,2,3 – абсолютне значення середньоквадратичної похибки відповідних перетворювачів.

Наведена середньоквадратична похибка при пропорційній функції перетворення визначається виразом

(19)

де у _пр1,2,3 ‑ наведені середньоквадратичні похибки відповідних перетворювачів.

Вирази (18) і (19) справедливі лише за умов нормальних законів розподілення похибок. У іншому разі вони дають наближений результат. Для більш точного обчислення потрібно використовувати строгий метод підсумовування ймовірнісних величин.

Перевагою приладу з послідовним з'єднанням перетворювачів є його простота, недоліком ‑ досить велика похибка.

2. Диференціальні схеми з'єднання перетворювачів

Диференціальною схемою називається схема, що містить два канали з послідовним з'єднанням перетворювачів, причому вихідні величини кожного з каналів подаються на два входи від’ємного перетворювача. Від’ємний перетворювач – це перетворювач із двома входами, вихідна величина якого є непарною функцією різниці двох вхідних:

. (20)

Зокрема, вихідна величина може бути рівною

. (21)

На рис. 3 показана структурна схема диференціального перетворювача. Відповідно до прийнятих позначень величина, що подається на сектор, позначеним знаком «–» (перетворювач 2), віднімається з величини, що підводиться до іншого сектора. Обидва канали диференціальної схеми робляться однаковими й перебувають в однакових робочих умовах.

Рисунок 3. – Диференційний перетворювач

Диференціальні схеми можуть бути двох типів. У схемі першого типу вимірювана величина впливає на вхід одного каналу, на вхід іншого впливає фізична величина тієї ж природи, але вона має постійне значення, зокрема, нульове. Тоді другий канал служить для компенсації похибок, викликаних зміною умов роботи приладу. У схемі другого типу вимірювана величина після деякого перетворення впливає на обидва канали, причому так, що коли на вході одного каналу вхідна величина зростає, на вході іншого ‑ зменшується.

Розглянемо похибку перетворювача, зібраного за диференціальною схемою рис. Нехай перетворювачі 1 і 2 мають адитивні похибки, тобто такі, які не залежать від вхідної величини. У цьому випадку

. (22)

Похибки Ду обох каналів можна вважати рівними, оскільки канали однакові й перебувають у тих самих умовах. При цьому вихідна величина диференціального перетворювача

. (23)

Отже, у диференціальних перетворювачах адитивні похибки каналів 1 і 2 компенсуються.

Лінійність функції перетворення диференціальної схеми другого типу при малих х краще, ніж лінійність вихідних перетворювачів. Нехай канали 1 і 2 мають нелінійні функції перетворення

. (24)

Розкладаючи у ₁ й у ₂ у степеневий ряд в околі х ₀ , одержимо

;