Классификация и характеристики СИ.

Для реализации методов измерения применяются различные методы СИ: мера, измерительный преобразователь, измерительный прибор, вспомогательное средства измерения, измерительная информационная система.

Мера представляет собой средство для воспроизведения физической величины в единицах измерения, либо в виде дольных и кратных единиц. Меры бывают постоянные и переменные.

Измерительный преобразователь – это СИ, предназначенного для получения сигнала измерительной информации электрического, оптического и.т.д. форме, удобной для передачи, дальнейшей обработки, хранения и ввода в ЭВМ, но не поддающееся непосредственному восприятию наблюдателей. Измерительные преобразователи подразделяются на следующие основные группы:

Первичные – преобразователи, к которым подводится измеряемое величина. Эти преобразователи являются первыми в измерительной цели и предназначены для первичного преобразования физической измеряемой величины в форму, удобную для дальнейшего использования.

Промежуточные – преобразователи которые занимают в измерительной цели и предназначены для осуществления всех необходимых преобразований (усиления, выпрямления, сглаживание).

Передающие – преобразователи, которые предназначены для дистанционной передачи сигналов измерительной информации.

Преобразователи по виду потребляемой энергии и входных и выходных сигналов могут быть электрическими, гидравлическими, иневиатическими и.т.д.

Измерительные приборы – это СИ, предназначенное для получения сигнала измерительной информации в форме, удобной для посредственного восприятия наблюдателей. Приборы подразделяются на аналоговые и цифровые. В зависимости от фермы представления измерительной информации измерительные приборы подразделяются на следующие группы: показывающие, регистрирующие, интегрирующие суммирующие.

Вспомогательные средства измерения предназначены для работы совместно с измерительными приборами. Эти вспомогательные СИ, как правило, влияют на метрологические характеристики. СИ и поэтому они также нормируются. К вспомогательным СИ относится: различные шунты для расширения шкалы прибора, специальные кабели, блоки питания и.т.д.

Измерительные информационные системы (ИИС) – это СИ, предназначенные для автоматического представления информации в виде, удобном для использования в системах управления или регулирования.

В зависимости от назначения ИИС различают четыре их разновидности:

Измерительная система (ИС), предназначенная для установления качественных характеристик объекта;

Система контроля (СК), предназначенная для устанавления соответстыия параметров объекта нормам или требованиям на характеристику объекта;

Система распознающая (СР), предназначенная для установления принадлежности данного объекта к некоторому классу образов объекта..

В настоящее время оценку эффективности СИ осуществляют по следующим четырем основным характеристикам: точность, быстродействие, чувствительность, надежность.

Точность – характеристика СИ, под которой понимают степень приближения результатов измерений к истинному значению измеряемой величины. Часть вместо понятия "точность" применяют понятие "погрешность", под которой понимают степень отклонения показаний СИ от действительного значения измеряемой величины.

Для оценки погрешностей вводят ряд понятий: абсолютная погрешность ∆=y-x_д; относительная погрешность (%) δ=∆/x_д.∙100%;приведенная погрешность δ_пр

Где У- показание СИ, Х - действительная значение измеряемой величины, -максимальное значение абсолютной погрешности, - максимальное значение шкалы измерительного прибора7

Погрешность СИ, возникающая при нормальных условиях его эксплуатации, называют основной погрешностью. Погрешности, возникающие при внешних условиях его эксплуатации, отличных от номинальных, называют дополнительными погрешностями.

Быстродействие СИ характеризуется числом измерений в единицу времени.

Чувствительность СИ представляет собой реакцию прибора на входной сигнал, т.е отношение выходной величины y к входной х.

S=dy/dx

Для стрелочных приборов S= α /x. Поэтому измеряемая величина х = 1 / S∙ α

Где α - показание прибора, 1 / S – постоянная прибора или цена деления.

Надежность СИ характеризует сохранением точностных характеристик (погрешности, чувствительности и др.) СИ в заданных пределах в установленный период его эксплуатации при определенных внешних условиях окружающей среды.

К характеристикам СИ также относится: диапазон измерения, входное сопротивление, стабильность характеристики, габариты, масса, стоимость и др.

3. ПИ – регуляторы.

Обычно П – регулятор применяется в сочетании с П – знаком регулирования. ПИ – регулятором называется регулятор, у которого перемещение РО пропорционально отклонению регулируемой величины и интегралу отклонения:

, (12.5)

где и = 1/Т_и – параметры настройки ПИ – регулятора.

Передаточная функция ПИ – регулятора

(12.6)

Из выражения (8.5) следует, что ПИ – регулятор можно рассматривать как параллельное соединение П и И – регуляторов. Поэтому в его свойствах сочетаются свойства обоих этих регуляторов, т.е. регулирование производится без остаточного отклонения (статическую ошибку не имеет), но с большой скоростью, чем в И – регуляторе.