IMG�20 (2)

Przyjęło się również nominalną wartość jednostki kwantyzacji wyznaczać dla danego przetwornika z jego danych nominalnych - nominalnego napięcia zakresowego i nominalnej rozdzielczości (wg 3 11, tak jak dla przetwornika c/a).

Prawie powszechnie przetworniki a/c buduje się tak, żeby błąd dopuszczalny kwantowania byl znacznie mniejszy niż inne składowe błędu przetwornika Postępuje się tak ze względów handlowych (handlowo atrakcyjniejsza jest większa rozdzielczość) i technicznych (łatwiej zwiększyć rozdzielczość niż dokładność). Dopuszczalny błąd względny kwantowania przetwornika a/c konsekwentnie wynosi (3.18): jest on tym mniejszy, im rozdzielczość 2^S przetwornika jest większa Taka nazwa „dopuszczalny błąd względny kwantowania" przetwornika nie jest praktycznie stosowana Wychodzi się z rozróznialności, która wynosi q i ją odnosi się do nominalnej rozdzielczości (3.18a), a o wielkości (3.18a) mówi się, ze wyraża dopuszczalny błąd rozdzielczości przetwornika, bo powiązana jest z nominalną rozdzielczością N przetwornika Natomiast dopuszczalny błąd rozdzielczości danego wskazania Lq (3 18b) jest z zasady większy, bo wskazanie Lq jest z zasady mniejsze niż górna (nominalna) granica zakresu pomiarowego (2^Nq. jest bowiem L< 2 ) Użytkownikowi przyrządu, który chce zminimalizować błąd rozdzielczości wskazania danego przetwornika, pozostaje lepiej dobierać zakres pomiarowy, tak żeby lepiej wykorzystywać dostępną rozdzielczość przetwornika i w ten sposób zapewnić lepszą dokładność wyniku przy danej dokładności przetwornika Użytkownik powinien zadbać, aby wskazanie było możliwie bliskie gómej granicy zakresu

ff-t ^05q -± ^03	(3.18)
q»l^N 2^N	(3.18a)
“*7 «±-f	(3.18b)
* q»L L

Krzywa schodkowa („2” na rys 3 I2a) jest oczywiście charakterystyką nieliniową przetwornika a/c, a przetwornik z tego powodu jest nieliniowy Jednak gdy środki wszystkich ..schodków" charakterystyki nominalnej lezą na linii prostej przechodzącej przez początek układu współrzędnych, to mówi się, że przetwornik a/c ma charakterystykę liniową a tę limę prostą nazywa się charakterystyką liniową nominalną przetwornika (prosta „I" na rysunkach a i c) Jej współczynnik nachylenia odwzorowuje wartość nominalnej jednostki kwantyzacji (ściślej na tym wykresie - cotangens kąta nachylenia prostej odpowiada jednostce kwantyzacji) Gdy korzystamy z przetwornika a/c jako przyrządu pomiarowego, to wartość mierzonego napięcia dla danego wskazania obliczamy mnożąc dane wskazanie przez nominalną wartość jednostki kwantyzacji. Oznacza to, że wg liniowej charakterystyki nominalnej określamy wartość mierzonego napięcia; odczytana wartość będzie więc wartością nominalną wskazania dla mierzonego napięcia ¹ Warto rozróżniać nominalną wartość wskazania, tę którą możemy odczytać, od prawdziwej (rzeczywistej) wartości wskazania tej, której nie ma, ale która mogłaby być wskazywana, gdyby przetwornik był doskonały

Tak jak każdy przyrząd realny przetwornik nie jest wytworem doskonałym i dlatego istnieje rozbieżność pomiędzy stanem nominalnym a stanem realnym, a ta rozbieżność wyrażana jest za pomocą błędu wskazania przetwornika (nadal ignorujemy w tym rozumowaniu nieuchronny błąd kwantowania). Tak jak poprzednio dla przetwornika c/a (i dla wszystkich przyrządów pomiarowych) rozróżniamy składowe błędów wynikające z niedo-

skonałosci wykonania i składowe błędów wynikające z wrażliwości fizycznej przetwornika, wrażliwości na zmianę warunków fizycznych Skutki niedoskonałości wykonania określamy (i badamy) w ściśle określonych warunkach fizycznych - w warunkach odniesienia, a ujawniające się błędy nazywamy błędami podstawowymi przetwornika a/c Niedoskonałość wynikająca z wrażliwości wyraża się za pomocą błędów dodatkowych przetwornika których oczekujemy, gdy przetwornik używany jest w warunkach innych niż warunki odniesienia Zajmiemy się obecnie charakteryzowaniem dokładności w warunkach odniesienia wyrażanej za pomocą błędów podstawowych przetwornika a/c

Tak jak dla przetwornika c/a również dla przetwornika a/c wyróżnia się rozwiniętą charakterystykę dokładnościową, która zawiera wartości wszystkich składowych błędu podstawowego dla wszystkich wskazań i charakterystyki uproszczone, z których najbardziej uproszczona ogranicza się do jednej wielkości wyrażającej dopuszczalny błąd przetwornika (ocena globalna dokładności). W pełni rozwinięta charakterystyka powstaje • tak jak to było dla przetwornika c/a - w fazie badań dokładności danego przetwornika i jej przykładem mogą być analogiczne dane jak zawarte w tablicy na stronie 106 dla przetwornika c/a Użytkownikowi podaje się mniej lub więcej uproszczoną charakterystykę dokładnościową, czyli granice wartości składowych błędu lub granice błędu wypadkowego Te granice rozciągnięte na wszystkie przetworniki danej kategorii nazywają się błędem dopuszczalnym każdego z tych przetworników Są błędami dopuszczalnymi składowych, gdy charakterystyka jest bardziej rozwinięta, lub błędem dopuszczalnym przetwornika, gdy charakterystyka jest najbardziej uproszczoną charakterystyką

Składowe lub ich dopuszczalne wartości, jak również dopuszczalny błąd przetwornika (ocena globalna dokładności) mogą być wyrażone w woltach, w jednostkach kwantyzacji lub jako liczby względne np. w stosunku do zakresu nominalnego przetwornika Wszystkie wymienione sposoby przedstawiania składowych błędu i błędu dopuszczalnego są praktykowane Jest to zróżnicowanie mało istotne Zastosowanie różnych skal liczbowych nie zmienia istoty danej wielkości, ponieważ jej sens wynika zjęj definicji i zgodnie z nim charakteryzuje dokładność przetwornika Wybór odpowiedniej skali może być użyteczny sytuacyjnie, np. wyrażenie którejś składowej błędu w stosunku do jednostki kwantyzacji jednoznacznie pozwala zorientować się, w jakim stopniu jest dana składowa istotną wartością błędu danego przetwornika

Idea charakteryzowania dokładności przetwornika a/c polega - tak jak dla przetwornika c/a - na uchwyceniu rozbieżności pomiędzy charakterystyką nominalną przetwornika (rys. 3.12a linia schodkowa „2”) a charakterystyką rzeczywistą (realną) przetwornika (rys.3 12c linia schodkowa „3”). Rozpatrzymy zagadnienie na przykładzie przetwornika a/c kompensacyjnego (sekwencyjnego) trzybitowego, w którym zastosowano przetwornik c/a o charakterystyce analizowanej w przykładzie na str 109 Właściwości dokładnościowe takiego przetwornika a/c (kompensacyjnego) wynikają przede wszystkim z właściwości metrologicznych zastosowanego przetwornika c/a, ponieważ skutki niedoskonałości dodatkowych fiinkcji realizowanych w przetworniku a/c (detekcji, wzmacniania) można w naszej analizie pominąć² W tym celu na rys. 3.12d przedstawiono rozkład błędów liniowości całkowej zastosowanego przetwornika c/a, wynikający z danych zawartych w tablicy na str 110. Można prześledzić na rys 3.12c, jak niedoskonałość zastosowanego przetwornika c/a przenosi się na przetwornik a/c.

Zauważymy, że na wykresie (3.12d) oś rzędnych prezentuje błąd liniowości całkowej przetwornika c/a ze znakiem minus w stosunku do danych z tablicy (str. 110), ponieważ

121

1

W rozumowaniu pomijamy nieunikniony błąd kwantowania.

2

Można pominąć, ponieważ takie skutki przeniosą się na charakterystykę dokładnościową przetwornika a* dodając się algebraicznie (i liniowo) do odpowiednich składowych błędu zastosowanego przetwornika c/a. w wyniku czego zmiany będą „ilościowe" a nic .jakościowe", czyli „kształt" charakterystyki me zmieni się