Определение основной погрешности датчика

Перед определением основной погрешности должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

датчики должны быть установлены в рабочее положение;

датчики должны быть выдержаны при температуре (23 ± 2)^оС не менее 2 ч;

датчики должны быть выдержаны не менее 0,5 ч после включения питания.

На датчик и эталонный задатчик ЭЗД подают давление и в каждой контрольной точке на амперметре РА снимают показания выходного сигнала I_д в последовательности от меньших значений давления к большим (от Р_о до Р_max – прямой ход), затем от больших значений давления к меньшим (от Р_max до Р_о – обратный ход). Прямой и обратный ход – цикл нагружения.

Основную погрешность проверяют по результатам измерения трех циклов нагружения следующих друг за другом (с выдержкой по 5 мин на верхнем пределе измерения после прямого хода и при давлении равном нулю после обратного хода) не менее чем при пяти  значениях измеряемой величины, равномерно распределенных в диапазоне измерения, включая граничные значения диапазона измерения (Р = Р_о= 0 и Р = Р_max).

При проведении поверки с использованием источника давления системы объекта, допускается проводить нагружение датчика только прямым ходом и снимать показания в трех контрольных точках при значениях давления: близких к началу, середине и концу диапазона измерений поверяемого датчика.

За абсолютную основную погрешность (Δ_в) принимают максимальную величину разности расчетного и действительного значений выходного сигнала прямого или обратного ходов, полученных в результате многократных измерений, рассчитываемую по формуле:

Δ_в= / I_р – I_{д ср} /_max

где I_{д ср} – средние значения выходного сигнала в каждой контрольной точке за «n» циклов измерений прямого или обратного хода, рассчитываемое по формуле:

I_{д ср} =.∑ I_д /n

Основную погрешность σ_в, приведенную к верхнему пределу измерения рассчитывают по формуле:

σ_в = 100% Δ_в /16                                                                                                                    

Датчик считают выдержавшим поверку, если его основная погрешность σ_в по абсолютной величине не превышает значения σ_мах равное:

± 1,0 % для датчиков класса 1

± 0,5 % для датчиков класса 0,5

Если при проведении поверки температура окружающего воздуха t отличалась от (23 ± 2)^оС, то при оценке погрешности датчика следует учитывать наличие дополнительной погрешности от температуры σ_t= ± 0,045%/^оС. В этом случае датчик считают выдержавшим поверку, если его основная погрешность σ_в по абсолютной величине не превышает значения σ_{t мах}, рассчитываемого по формуле:

σ_{t мах} = σ_мах+ σ_t ‌ 23 -t‌                                                                                  

Основную погрешность проверяют по результатам измерения одного цикла нагружения не менее, чем при пяти значениях измеряемой величины, равномерно распределенных в диапазоне измерения, включая граничные значения (Р₀ = 0 – нижняя граница, Р = Р_max –верхняя граница ) диапазона измерения.

Примечание - Циклом нагружения называется последовательная подача на датчик давлений, соответствующих каждой контрольной точке, от меньших значений к большим (от Р₀ до Р_max – прямой ход), затем от больших значений к меньшим (от Р_max до Р₀ – обратный ход), с измерением в каждой выходного сигнала датчика.

Показания I_вых = f(P) записывают в таблицу 1, колонка 4.

Таблица 1

I_рi– расчетное значение выходного сигнала в «i»-той контрольной точке;

I_дi – действительное значение выходного сигнала в «i»-той контрольной точке;

(<…<) = I_рi±d, где «d» - абсолютное значение основной погрешности в мА;

d = (20 – 4) σ_доп /100 = 0,16А – для датчиков 1,

    где σ_доп- основная погрешность.

Датчик соответствует требованиям, если каждое из замеренных значений I_дiукладывается в поле допуска, приведённое в таблице 5 (графа 6 для датчиков класса 0,5 или графа 7 для датчиков класса 1,0).

Проверка за пять циклов нагружения датчика ЭД

Основную погрешность проверяют по результатам измерений в течение пяти циклов нагружения за 24 ч. При этом первые две проверки следуют непосредственно одна за другой, третью проверку проводят через 2 ч после второй, четвертую – через 4 ч после третьей, пятую – через 18 ч после четвертой.

Показания I_вых = f(P) записывают в таблицу 2.

Таблица 2

Основную абсолютную погрешность (Δ) датчиков определяют как максимальное отклонение действительных значений выходного сигнала (I_i.д) от расчетных (I_i.р) по формуле:

Δ_i = | I_i.р– I_i.д |_max                                                                                                   

Основную погрешность датчиков приведенную к диапазону измерения (σ_в) определяют по формуле:

σ_в = [(|Δ_i|_max)/(I_в.р – I_о.р)]100% = (|I_i.р– I_i.д |_max)/(I_в.р – I_о.р)]100%

I_о.р= 4 мА _, I_i.р, I_в.р= 20 мА -расчетные(идеальные) значения выходного сигнала при Р = 0; Р = Р_i; Р= Р_maxсоответственно.

При периодических испытаниях в формулу (2) на место действительного выходного сигнала I_i.д подставляют средние значения выходного сигнала I_i.ср, I_i.ср в каждой контрольной точке за «n» циклов измерений прямого и обратного ходов соответственно:

I_i.ср = 1/n.∑ I_i                                                                     

I_i.ср = 1/n. ∑ I_i                                                                    

По решению заказчика могут быть определены нелинейность - σ_н и гистерезис (вариация) - σ_г выходного сигнала:

σ_н = (|Δ_i.н |_max)/( I_в.р – I_0.р).100%                                    

Δ_i.н= 0,5(Δ_i– (1– i/m)Δ₀ – (i/m)Δ_в)                                     

Δ_i= 0,5(I_i.ср + I_i.ср) – I_0.                                                                        

Δ₀ = 0,5(I_0.ср + I_0.ср) – I_0.р                                                    

Δ_в= 0,5(I_в.ср +I_в.ср) – I_в.р                                                                     

I_0.ср , I_в.ср ,  I_0.ср , I_в.ср - средние значения выходного сигнала за «n» циклов измерений при Р = 0 и Р= Р_maxпрямого и обратного ходов соответственно.

i, m, n – номер контрольной точки, номер последней контрольной точки (m=5), количество циклов соответственно

I_0.ср = 1/n. ∑ I₀                                                             

I_0.ср = 1/n. ∑ I₀                                                             

I_в.ср = 1/n. ∑ I_в                                                                   

I_в.ср = 1/n. ∑ I_в                                                              

σ_г = [(|Δ_iг|_max)/(I_в.р – I_0.р)]100% = [(|I_i.ср– I_i.ср |_max)/(I_в.р – I_0.р)]100%                  

Датчик считают выдержавшим проверку, если основная погрешность, вариация и нелинейность не превышают значения ±1,0%.

Преимущества использования ЭТ при решении задач:

· Решение задач с помощью электронных таблиц освобождает от составления алгоритма и отладки программы. Нужно только определенным образом записать в таблицу исходные данные и математические соотношения, входящие в модель.

· При использовании однотипных формул нет необходимости вводить их многократно, можно скопировать формулу в нужную ячейку. При этом произойдет автоматический пересчет относительных адресов, встречающихся в формуле. Если же необходимо, чтобы при копировании формулы ссылка на какую-то ячейку не изменилась, то существует возможность задания абсолютного (неизменяемого) адреса ячейки.

Электронные таблицы

История развития программ обработки электронных таблиц насчитывает немногим более десяти лет, но налицо значительный прогресс в области разработки такого программного обеспечения. Программный продукт, претендующий на звание самой мощной и производительной программы обработки электронных таблиц из имеющихся сегодня на рынке, действительно намного превзошел прежний уровень возможностей.

MS Excel относится к классу систем обработки числовой информации, называемых spreadsheet. Буквальный перевод термина “spreadsheet” c английского языка означает “расстеленный лист (бумаги)”. В компьютерном мире под этим термином подразумевают класс программных средств, именуемых у нас “электронными таблицами”.

Возможности EXCEL очень высоки. Обработка текста, управление базами данных - программа настолько мощна, что во многих случаях превосходит специализированные программы-редакторы или программы баз данных. Такое многообразие функций может поначалу запутать, чем заставить применять на практике. Но по мере приобретения опыта начинаешь по достоинству ценить то, что границ возможностей EXCEL тяжело достичь.

Окно Excel

Окно Excel содержит множество различных элементов. Некоторые из них присущи всем программам в среде Windows, остальные есть только в окне Excel. Вся рабочая область окна Excel занята чистым рабочим листом(или таблицей), разделённым на отдельные ячейки. Столбцы озаглавлены буквами, строки - цифрами.

Как и во многих других программах в среде Windows, вы можете представить рабочий лист в виде отдельного окна со своим собственным заголовком - это окно называется окном рабочей книги, так как в таком окне можно обрабатывать несколько рабочих листов.

На одной рабочей странице в распоряжении будет 256 столбцов и 16384 строки. Строки пронумерованы от 1 до 16384, столбцы названы буквами и комбинациями букв. После 26 букв алфавита колонки следуют комбинации букв от АА, АВ и т. д.

В окне Excel, как и в других программах под Windows, под заголовком окна находится строка меню. Чуть ниже находятся панели инструментов Стандартная и Форматирование. Кнопки на панели инструментов позволяют быстро и легко вызывать многие функции Excel.

Области применения электронных таблиц:

· бухгалтерский и банковский учет;

· планирование распределение ресурсов;

· проектно-сметные работы;

· инженерно-технические расчеты;

· обработка больших массивов информации;

· исследование динамических процессов.

Основные возможности электронных таблиц:

· анализ и моделирование на основе выполнения вычислений и обработки данных;

· оформление таблиц, отчетов;

· форматирование содержащихся в таблице данных;

· построение диаграмм требуемого вида;

· создание и ведение баз данных с возможностью выбора записей по заданному критерию и сортировки по любому параметру;

· перенесение (вставка) в таблицу информации из документов, созданных в других приложениях, работающих в среде Windows;

· печать итогового документа целиком или частично.