2.5 Определение обобщенных метрологических харшсгеристик изме­рительного канала в реальных условиях эксплуатации

В состав измерительного канала входят четыри структурных элементов, все они имеют свои технические и метрологические характеристики, значения нормальных условий эксплуатации, свои условия поверки и т.д. Для обеспечения нормальной работы всего ИК необходимо выбрать оптимальные параметры для всех структурных элементов.

По звеньям ИК:

1. +5 - + 40°С температура без учёта внесения поправок (если диапазон превы­ шает указанный то необходимы дополнительные поправки). Определены по БРТ;

2. Относительная влажность воздуха от 40 до 90% (МСКУ);

3. Атмосферное давление от 84 до 107 кПа (БРТ);

4. Частота вибраций 25 Гц и амплитудой до 0,1 мм (МСКУ);

5. Напряжение питания II =220±22 В;

6. Частота 50±1 Гц.

3 РАСЧЕТ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО КАНАЛА КОНЦЕНТРАЦИИ КИСЛОРОДА В ВОЗДУХЕ

В этом расчете определяется погрешность ИК конце», грации кислорода в воздухе, составленного т последовательно включенных аналоговых и аналого- цифровых компонентов, те а.регатных средств измерений с меньшими функ- циями преобразования и нормированными МХ для статического пежима ичмеое- ний. ^ь

Определим погрешность ИК концентрации кислорода в воз/гухе двумя ме­тодами: определение статических МХ и суммирование погрешности ИК

XI Расчетный метол определения статических МХ И К

Метод распространяется на ИК, состоящий из последовательно включен­ных линейных аналоговых компонентов, а так же ИК содержащие дискретные компоненты. Определим номинальную функцию преобразования ИК, состояще­го из линейных аналоговых компонентов.

Введем обозначения:

п- количество компонентов в ИК (п=3);

*Нх₍.|) - номинальная функция преобразования каждого компонента ИК за­дается ввиде линейной функции входного сигнала:

где А| и а, -мультипликативная и аддитивная составляющие функции пре­образования.

Для нашего ИК (рис.3), состоящего из трех последовательно соединенных компонентов Кь Кг, Кз, мультипликативные и аддитивные составляющие функ­ции преобразования которых обозначим (А_ьа1), (А2,а2), (А₃,аз).

К,(А_ьа,)

К₂(А₂,а₂)

Кз(Аз,а₃)

(Аз)

Рис.3 - Простейшая линейная модель ИК (п-3)

Компоненты ИК имеют следующие характеристики: 1.ПИП:

у=0,5%;

диапазон измерения: (0-30)% об.;

КП. 6.051001.011 ПЗ

Лкгт 71

А,-0,025; а,=0,18. 2.Блок распределения унифицированного токового сигнала-

диапазон измерения: (4-20) мА;

З.МСКУ:

у=0,2%;

диапазон измерения: (4-20) мА;

А₃=1;

а₃=0.

Сигнал на выходе К| можно записать в виде:

1=Г,(С)= А,С+ а,

Этот сигнал является входным для компонента К₂, выходной сигнал которого можно получить из выражения

О А₂1+ а₂= А₂(А,С+ а,)+ а₂= А! А₂С+ А₂ а,+ а₂

Для компонента К₃ получим:

У= Г₃(1_Брт)= Аз 1_Брт+ а₃= А₃(А, А₂С+ А₂ а,+ а₂)+ аз= А, А₂ А₃С+ А₂ А₃ а,+ А₃ а₂+ +а₃=А⁽⁰⁾С+ А⁽¹⁾ а,+ А⁽²⁾ а₂+ А⁽³⁾ а₃= Р_о х_о+ Р, а,+ Р₂ а₂+ Р₃ а₃=

где:

Р_о= А⁽⁰^= А, А₂ А₃=0,025-0,2-1-0,005 Р,= А⁽¹⁾=А2Аз=0,2-1=0Д р_{2= А}⁽²⁾= А₃=1 Р₃=Р_П=А^1

Мультипликативная составляющая функции преобразования канала опре­деляется из выражения:

А= Р_о= А⁽⁰⁾= А, А₂ А₃=0,025-0,2-1-0,005

Аддитивная составляющая функции преобразования канала определяется из выражения:

а=|> ._О(=А'- а,+ А²- а₂+ А³- а₃=О,2-О,18+1-1,036

1=1

Тогда в целом для ИК, состоящего из трех последовательно соединенных линей­ных компонентов получим

У=г"(С)=0,005С+1,036

Абсолютная погрешность ИК в целом составит:

Д_Ик=Аг А₂ -А₃+ А₂-А₃+ Аз,

КП. 6.051001.011 ПЗ

где:

~Т«жГ~~ 100%

а У(°-« -Ой) 0.2(20-4) _л„_ _А д,в_—.■» 5!_ ж. » 0,032 МА

100% 100%

Д₃« Г1^^Ы . «^±± . 0,032 МА 100% 100%

Д_ик =0,15-0,2-1+0,032-1+0,032=0,094 3.2 Суммирование погрешностей ИК

Определение погрешностей ИК сводится к расчету суммарного действия погрешностей всех СИ Г, входящих в ИК.

СКО случайной составляющей ИК концентрации кислорода в воздухе оп­ределяется по формуле:

² Пип

<*= ±

№г + у² иску

Определим погрешность каждого СИТ отдельно. 3.2.1 ПИП «СИГМА - 03»

Предел допускаемой приведенной основной погрешности равен ±0,5%.Диапазон измерения от 0 до 30 %, об..