Определение погрешности измерительной системы

Погрешность измерительной системы при доверительной вероятности P = 0,95 в предположении нормального вероятного закона распределения частных случайных погрешностей и при отсутствии корреляционной зависимости между ними должна вычисляться по формуле

где:

(i = 1; 2; ... k) - частные систематические погрешности;

(j = 1; 2; ... n) - границы частных случайных погрешностей для доверительной вероятности 0,95.

Определение коэффициентов деления делителя напряжения

1. Для определения коэффициента деления должны применяться следующие методы:

1) вычисление на основе измеренных полных сопротивлений отдельных плечей делителя;

2) одновременное измерение напряжений на входе и выходе делителя или измерение их отношения;

3) сравнение с образцовым измерительным устройством;

4) мостовой метод.

2. Определение коэффициента деления должно проводиться при постоянном напряжении или напряжении промышленной и более высокой частоты (например от 500 до 1000 Гц), или при импульсных напряжениях.

Выбор вида и значения напряжения должен определяться типом делителя.

3. В делителях емкостного типа на коэффициент деления влияют частичные емкости плеча высокого напряжения, поэтому определение коэффициента деления должно проводиться в условиях эксплуатации измерительной системы.

4. Если предусмотрены различные варианты соединений элементов измерительного устройства, они должны быть учтены при определении коэффициента деления.

5. Сопротивление демпфирующего резистора в подводке к омическому делителю напряжения должно учитываться при определении коэффициента деления.

6. С целью учета влияния на коэффициент деления входного полного сопротивления измерительного прибора и полных сопротивлений согласующих элементов определение коэффициента деления должно проводиться в комплектной измерительной системе.

Примечание. Влияние кабеля на коэффициент деления может проявляться в зависимости от типа делителя, длины кабеля и полного сопротивления нагрузки на выходе кабеля. Поэтому, определяя коэффициент деления, при необходимости, нужно учитывать емкость кабеля и сопротивление его жилы и оболочки.

Определение реакции на ступенчатый импульс и ее параметров для измерительной системы с делителем напряжения

1. Общие указания

1.1. Определение динамических характеристик измерительной системы выполняется с помощью измерения реакции на ступенчатый импульс и перечисленных в табл. 1 ее параметров, выбор которых определяется видом измеряемого напряжения.

Параметр	Применение параметра
Время реакции Т	При определении погрешности при измерении импульсов, срезанных на фронте;поправки
Частичное время реакции	При измерении наложенных колебаний
Экспериментальное время реакции	При определении Т
Время начального искажения	При измерении импульсов, срезанных на фронте
Условная начальная точка О'	При определении параметров реакции на ступенчатый импульс

1.2. Для определения реакции на ступенчатый импульс и ее параметров применяется метод ступенчатого импульса.

Для определения времени реакции может быть применен также метод шарового измерительного разрядника или вычислительный метод, который используется для нерегулируемых омических делителей.

2. Экспериментальная методика определения реакции на ступенчатый импульс

2.1. Реакция на ступенчатый импульс определяется для условий эксплуатации измерительной системы по схеме, указанной на черт. 1. Допускается применять для определения реакции на ступенчатый импульс другие схемы, в которых должны быть учтены вид и длина подводки высокого напряжения и провода заземления измерительной системы.

По схеме черт. 1 входной зажим А измерительной системы соединяется с коммутатором 3 вертикальным проводом 4 того же диаметра, что и подводка к делителю 5.

1387 × 943 пикс.     Открыть в новом окне

Коммутатор должен иметь близкое к нулю внутреннее сопротивление и обеспечивать фронт ступенчатого импульса, по меньшей мере, в пять раз короче ожидаемого частичного времени реакции . Пригодными коммутаторами являются реле с ртутными контактами или разрядные промежутки с однородным полем, помещенные в изоляционное масло или сжатый газ. Расстояние между электродами в искровом промежутке не должно превышать 3 мм.

Если для коммутатора 3 используется реле с ртутными контактами, следует применять источник низкого постоянного напряжения 1, присоединяемый к измерительной системе через токоограничивающий резистор 2. В этом случае вместо импульсного осциллографа, предназначенного для работы с делителем высокого напряжения, необходимо применять осциллограф с усилителем. Динамические характеристики и входное полное сопротивление осциллографа с усилителем должны быть такими, чтобы замена осциллографа не влияла на форму реакции на ступенчатый импульс.

При использовании для коммутатора 3 разрядного промежутка в зависимости от типа делителя следует применять источник постоянного, переменного или импульсного напряжения с фронтом не менее 10 мкс. Разряд должен происходить вблизи максимума напряжения, ток источника напряжения 1 должен быть ограничен резистором 2. В этом случае напряжение ступенчатого импульса на входе измерительной системы должно обеспечивать возможность измерения реакции импульсным осциллографом, предназначенным для работы с делителем высокого напряжения.

3. Определение параметров реакции на ступенчатый импульс

3.1. Типичные осциллограммы реакции, полученные методом ступенчатого импульса, показаны на черт. 2. На осциллограммах черт. 2 б, в, г, е начальная часть сглажена, на осциллограммах черт. 2 д, е в начальной части имеются искажения, которые влияют на оценку погрешности срезанных на фронте грозовых или линейно-нарастающих импульсов напряжения.

Поэтому для определения параметров реакции следует принять условную начальную точку О', которая считается начальной точкой реакции и ступенчатого импульса напряжения.

3.2. Условная начальная точка О' определяется пересечением осей времени с касательной к наиболее крутой части фронта реакции (черт. 2).

Типичные осцилограммы реакций на ступенчатый импульс

1083 × 1498 пикс.     Открыть в новом окне

Если реакция имеет колебания на фронте (черт. 2 г), то проводится усредненная кривая, которая используется для определения касательной.

При определении О' начальными искажениями (черт. 2 д, е) пренебрегают.

3.3. Установившееся значение реакции определяется как значение, к которому стремится реакция на ступенчатый импульс или колеблется около него.

При наличии колебаний в реакции рекомендуется для определения установившегося значения включать демпфирующий резистор в провод вблизи генератора ступенчатого импульса.

Для определения установившегося значения может потребоваться использование различных по времени разверток осциллографа.

3.4. Частичное время реакции определяется площадью между ступенчатым импульсом, перемещенным к точке О', и осциллограммой реакции на ступенчатый импульс до момента, когда она впервые достигает единичного значения (черт. 2).

3.5. Экспериментальное время реакции определяется с учетом вертикального провода от генератора ступенчатого напряжения к горизонтальной подводке и делителю

Площади , , и т.д. показаны на черт. 2 штриховкой. Они ограничены реакцией и ступенчатым импульсом и предположением, что обе характеристики начинаются с О'. При определении начальными искажениями пренебрегают и рассматривают прямую линию, используемую для определения О', как реакцию для этой части (черт. 2 д, е).