31.Структурные схемы с автоматической коррекцией погрешности

Идея:

Какие погрешности мы знаем:

Задача: уменьшить или устранить (этим и будем заниматься) возникающие погрешности или, по крайней мере, учесть методами математический статистики (не рассматриваем).

Знаем: ООС уменьшает мультипликативную погрешность . Необходимо узнать, как устранить аддитивную погрешность и погрешность суммарную . -нормальный коэффициент усиления

Для этого существует метод на создании специальных структур, которые:

а) Автоматически вырабатывают сигнал

б) Корректирующий сигнал

вид которого зависит от вида погрешности, которую хотим уменьшить.

Пример 1:

П

ИП

усть есть измерительный преобразователь

х

+ Ш У М

(на выходе у стоит)

ИДЕАЛ:

РЕАЛЬНО:

Разница между реальным случаем и идеальным:

Необходимо собрать следующую цепь:

ИП

X Y

К выходу

Причём между

Входной «иксовой» величиной и величиной,

подаваемой в коррекционном сигнале обязательно должна быть связь.

Где ОП – обращённый преобразователь

Случай А)

Случай Б)

Необходимо доказать, что:

А ) даже если

Б)

(далее рисунок не перечерчиваем,ибо он наверху,смотрим только доказательство)

32. Автоматический мост постоянного тока

Условные обозначения:УН – усилитель напряжения; УМ – усилитель мощности (могут быть совмещены в одном приборе, как показано штриховкой); РД – реверсивный двигатель; R_0i – образцовое сопротивление. Причём R₀₁ – переменное сопротивление

Схема предназначена для измерения сопротивления R_X c высокой точностью (см. «МОСТ» в нулевом методе).

Мосты с автоматизированным процессом уравновешивания называются автоматическими мостами; они находят широкое применение для измерения и регистрации величин. Автоматические мосты с дополнительным регулирующим устройством применяют для автоматического управления производственными процессами. В настоящее время широко распространены автоматические мосты для измерения, регистрации и регулирования температуры различных объектов. В качестве измерительного механизма в подобных мостах применяются терморезисторы.

Схема автоматического моста для измерения сопротивления R_X приведена на рисунке выше. Мост питается от источника переменного напряжения питания U_ПИТ. Если мост уравновешен, то напряжение между точками а и б равно нулю и ротор двигателя РД неподвижен. При изменении измеряемого сопротивления R_X на диагонали моста (между точками а и б) появится напряжение, значение которого зависит от R_X. Это напряжение усиливается усилителями (простите за тавтологию) и подаётся на реверсивный двигатель РД, который, через редуктор (причина, почему реверсивный двигатель управляет движением резистора именно через редуктор очень проста: никто ведь не управляет марионеточными куклами, привязывая ниточки к маховику автомобильного двигателя, так и здесь: если всю энергию РД будет тратить на передвижение резистора, то последний может просто вылететь из схемы, настолько сильный он получит импульс), передвигает подвижный контакт переменного резистора R₀₁ в сторону достижения равновесия моста и одновременно поворачивает указатель (ведь это же измерительный прибор), а при записи измеряемой величины – перемещает перо, записывающее на диаграмме её значение. Ротор двигателя вращается до достижения равновесия моста. Если автоматический мост предназначен для управления, то тем же двигателем приводятся в действие регулирующие устройства.

Автоматизация процесса уравновешивания в мостах переменного тока значительно сложнее. Автоматические мосты переменного тока для измерения и регистрации комплексного сопротивления должный иметь два регулирующих элемента (двигателя), которые обеспечивают два условия равновесия моста – по модулю и по фазе. По точности автоматические мосты переменного тока уступают мостам постоянного, всё из-за комплексности измерений и количестве элементов в собираемой схеме.

Точность этой схемы определяется порогочувствительностью реверсивного двигателя: чем она меньше, тем чётче будет работать система.

(если спросят)

Под равновесием измерительного моста понимается режим работы схемы, при котором ток в измерительной диагонали (диагональ а-б) отсутствует. Данное условие выполняется при равенстве произведений сопротивлений противоположных плеч моста .