Анализ источников погрешностей

Министерство образования и науки Украины

Национальный технический университет Украины

“Киевский Политехнический Институт”

 

Курсовой проект

по курсу

 «Метрология и измерения»

 

 

Руководитель:                                                                Выполнил:

                                                                                                              

Затока С. А. ________                                               Ст. гр. ВА-92

                                                                                       Грицай Н.И.

 

                                                                             _________

Засчитано с оценкой:                                               подпись      

                                                                  Зачетная книжка №9206

 

 

Киев 2011

Содержание курсовой работы

 

     1. Рабочее задание…………………………………………….. 3

 

2. Описание структурной схемы, уравнение измерения, анализ источников погрешностей …………………………………..………………………………. 4

3. Нахождение спектра сигнала и помехи на входе средства измерения ………………………………………………………………….. 6

4. Выбор параметров фильтра или допустимого уровня помехи……………………………………………………………. 7

5. Нахождение спектра сигнала и помехи на выходе инерционного блока … ………………………………………………………………….9

6. Оценивание аддитивной погрешности средства измерения ……………………………………………………………………. 10

7. Оценивание основной и дополнительной составляющих мультипликативной погрешности средства измерения ……………………………………………………………………. 12

 

8. Оценка суммарной мультипликативной погрешности…… 17

 

9. Оценивание класса точности средства измерения ………… 18

 

10. Выводы по курсовому проекту…………………………………………………………. 19

 

11. Список использованной литературы …………………………………………………………………… 20

 

 

Цель работы

В данной курсовой работе необходимо оценить суммарную мультипликативную погрешность средства измерений и пронормировать класс точности средства измерений. Цель работы заключается в следующем: приобретение и закрепление практических навыков у студента для расчета суммарной мультипликативной погрешности средства измерения с учетом таких характеристик, как модель входного сигнала, модель помехи, модуль коэффициента преобразования инерционного измерительного преобразователя (фильтра), предельные значения, распределения и спектральные плотности мощности мультипликативных погрешностей отдельных блоков и некоторых других не менее важных характеристик.

 

 

 Задание

 

Структурная схема средства измерений включает инерционный преобразователь (фильтр), который предназначен для уменьшения действия помехи, поступающей вместе с сигналом на вход средства измерений. Так как информативным параметром детерминированного входного сигнала является его действующее значение, при выполнении курсовой работы рассматриваются вопросы прохождения сигнала и помехи через инерционный измерительный преобразователь.

РАЗДЕЛ 1

Описание структурной схемы, уравнение измерения, анализ источников погрешностей.

Структурная схема. Описание

Исследуемая схема СИ изображена на рисунке 1.

 

 

                                   Рисунок 1.- Схема исследуемого СИ

 

Блоки 1, 3-6 безынерционные с коэффициентами преобразования К1 = 1; К3=10; К4 = 50; К5 = 5; К6 = b = 0,2. На выходе преобразователя, образуемого блоками 1 – 6, включен вольтметр действующих значений (блок 7).

Структурная схема средства измерений включает инерционный преобразователь (фильтр - блок 2), который предназначен для уменьшения действия помехи, поступающей вместе с сигналом на вход средства измерений.

Блоки 1, 3-6 безынерционные с коэффициентами преобразования К1 = 1; К3=10; К4 = 50; К5 = 5; К6 = b = 0,2. На выходе преобразователя, образуемого блоками 1 – 6, включен вольтметр действующих значений (блок 7).

Модель входного сигнала:
напряжение постоянного тока U₀ =120 мВ.

Модель помехи:
стационарный нормальный белый шум со спектральной плотностью N₀. = 50 мВ²/Гц

Частотная характеристика второго блока:

 

Уравнение измерения имеет вид:

 

- общий коэффициент;

- входной сигнал;

- выходной сигнал;

 - нормированное значения входного сигнала;

 - нормированное значения выходного сигнала.

 

 

Анализ источников погрешностей

1.2.1 Источниками аддитивной погрешности являются:

· Стационарный нормальный белый шум со спектральной плотностью

N₀. = (50) мВ²/Гц

Постоянный на входе, частично фильтруется в блоке 2 и проходит на остальные блоки значительно меньшим.

· Погрешность вольтметра (блок 7), которая отображена его классом точности (0,5).

1.2.2 Источниками мультипликативной погрешности являются:

Предельные значения относительных мультипликативных погрешностей СИ отдельных

блоков, %:

d ₁ = 0,1 Н;
d₂ = 0,1 Н;
d ₃ = 0,2 Р;
d ₄ = 0,5 Н;
d ₅ = 0,2 Р;
d ₆ = d_b = 0,2 Р;

Условные обозначения распределений: Н - нормальное, Р - равномерное, Тр - треугольное, Т - стандартное трапецивидное, А -антимодальное.

 

Выводы:

Уравнение измерения имеет вид:

Модель входного сигнала являет собой напряжение постоянного тока U₀ =120 мВ.

Источниками адитивной погрешности являются:

· Стационарный нормальный белый шум со спектральной плотностью

N₀. = 50 мВ²/Гц.

· Погрешность вольтметра (блок 7).

Источниками мультипликативной погрешности являются:

· Предельные значения относительных мультипликативных погрешностей СИ отдельных блоков.

 

 

РАЗДЕЛ 2