IMG�17 (2)

amplitudzie równej pół zakresu pomiarowego mogą rejestrować z błędem w granicach błędu dopuszczalnego podstawowego (czyli błędu statycznegoczyli błędu w stanie spoczynkowym organu ruchomego).

Jest kilka zjawisk fizycznych, które ograniczają dokładność autokompensatora Jako pierwsze zjawisko należałoby wymienić pobudliwość Istnieje pewna zmiana napięcia w stosunku do stanu równowagi, na którą organ ruchomy me reaguje (silnik me rusza, organ me przemieszcza się) Mówi się. Ze przyrząd wykazuje histerezę pomiarową (przyrządu) W mechanizmach ruchomych przyrządu występuje bowiem tarcie, na pokonanie którego potrzebny jest pewien wstępny moment obrotowy silnika, a więc pewne minimalne AU -przy mniejszym napięciu silnik mc ruszy, me będzie przemieszczenia organu ruchomego Takie napięcie w danym przypadku jest miarą progu pobudliwości Innym zjawiskiem o-gramczającym dokładność jest męjednostajność rozkładu rezystancji wzdhiZ potencjometru zmiana spadku napięcia me jest dokładnie proporcjonalna do długości. Mówi się w takim przypadku, ze charakterystyka potencjometru nie jest liniowa Rezystancja lokalnie zmienia się tez na skutek ścierania się materiału oporowego, po którym ślizga się dociskany ruchomy suwak Pewien błąd powoduje tez powstające napięcie kontaktowe na zestyku suwak-rezystor Wszystkie te zjawiska łącznie są łatwe do opanowania, gdy budowany jest autokompensator małej dokładności

Przy rejestracji szybszych zmian ujawnia się bezwładność zespołu ruchomego albo ogólniej - niedoskonałość dynamiczna przyrządu Dynamiczne możliwości rejestratora charakteryzuje się podając prędkość maksymalną organu ruchomego (albo równoważnie tzw czas przelotu), zdolność tłumienia oscylacji (stanu nieustalonego) i częstotliwość graniczną Czasem przelotu nazywa się czas ruchu organu ruchomego autokompensatora na drodze odpowiadającej zakresowi pomiaru, gdy na jego wejście podany jest odpowiedni skok napięcia Czas ten oczywiście wynika z prędkości maksymalną (ale tez zawiera czas przyśpieszania i hamowania organu). Czas ten może wynieść np mniej niż 0 5s

Przez częstotliwość graniczną rozumie się częstotliwość rejestrowanego napięcia sinusoidalnego, przy której błąd zarejestrowanej amplitudy me przekracza określonej wartości (np. wg PN ma wynosić 10%), przy czym rejestrowana amplituda powinna wynosić ok Vj zakresu. Tłumienie uważa się za odpowiednie, gdy amplituda skoku napięcia odpowiadająca ²/j zakresu jest rejestrowana z błędem nie większym od dopuszczalnego błędu statycznego¹

Na przykładzie autokompensatora rejestrującego omówiliśmy problemy konstrukcyjne i metrologiczne, jakie występują przy elektromechaniczną realizacji automatycznego kompensatora analogowego. Ze względu na znaczenie metody kompensacyjną pomiaru napięcia stałego wymyślono w przeszłości wiele układów (schematów) kompensatorów równoważonych ręcznie, w których na wiele sposobów rozwiązywano w zasadzie jedno, jedyne główne zagadnienie podział napięcia z odpowiednią rozdzielczością i dokładnością, czyli zagadnienie kwantyzacji napięcia, jak to się nazywa współcześnie (czym zajmowaliśmy się omawiając zagadnienie podziału napięcia). W automatycznym kompensatorze analogowym większą rozdzielczość odczytu osiąga się wydłużając potencjometr (i podziałkę), ale ze względów konstrukcyjnych i użytkowych takie postępowanie ma swój kres sensownego działania Przy długości bardzo dużej, np SOOmm i rozróżnialności 0 2mm rozdzielczość mogłaby wynosić 2500 (rozróżnialnych) stanów położenia suwaka (wskazówki), co odpo-' Błąd wskazania statyczny - błąd przyrządu, gdy mierzone jest napięcie, którego miara jest o stałej wici-kota Błąd wskazania dynamiczny - błąd dodatkowy przyrządu powstający, gdy miara mierzonego napięcia zmienia się w czasie Błąd len zwiększa się. gdy szybkość zmian wzrasta.

Błąd rejestrowania Zbocza jest ignorowany, natomiast rozpatruje się przelot ponad stan ustalony albo amplitudę pierwszego odchylenia ponad (tan ustalony ewentualnych oscylacji stanu przejściowego i to odchylenie ma być mniejsze niż błąd dopuszczalny.

wiadałoby dopuszczalnemu błędowi rozdzielczości ±0 04% zakresu pomiaru i taki poziom dokładności należałoby uznać za kres górny dokładności takiego rozwiązania Fizycznie byłoby to nieużyteczne, ponieważ bardzo istotne stawałyby się te zjawiska, omówione przez nas powyżej, które naruszają dokładność podziału napięcia za pomocą potencjometru Okazałoby się, że taka lub tym bardziej większa rozdzielczość mogłaby się stawać dekoracyjną cechą rejestratora za cenę dużych rozmiarów przyrządu Dlatego w tych licznych, różnych układach kompensatorów (nieprzydatnych do autokompensacji) korzystano z różnych, wymyślnych sieci dokładnych rezystorów, rozwiązując problem dokładnego podziału napięcia z dużą rozdzielczością. Współcześnie spośród wymyślonych w przeszłości układów kompensatorów stosuje się tylko te układy, które zapewniają najwyższą dokładność i one mają rację istnienia w miernictwie elektrycznym Znajdują zastosowanie przy badaniu dokładności wzorców i wzorcowaniu najdokładniejszych woltomierzy cyfrowych Podkreślmy, że oceniamy tu przydatność rozwiązań konstrukcyjnych a nie metody kompensacyjnej, która me straciła nic na swoim znaczeniu, tylko że dziś - tam gdzie ją się stosuje -jest konstrukcyjnie inaczej realizowana

Metodę kompensacyjną pomiaru stosuje się również do napięcia przemiennego Realizowalna jest w istocie tylko dla napięcia sinusoidalnego, bo stan kompensacji oznacza porównanie napięć w każdej chwili (a więc o tym samym kształcie), co osiągnąć moZna dla sinusoid, gdy amplitudy ich są równe a fazy przesunięte o 180* Na tej zasadzie budowano w przeszłości kompensatory prądu zmiennego Choć idea kompesacyjnej metody pomiaru napięcia zmiennego ma nadal wiele praktycznych zastosowań, w tym również w nowoczesnych, elektronicznych przyrządach, to kompensatory prądu zmiennego - jako przyrządy do pomiaru napięcia zmiennego - należą do histom.

Na rysunku 3.1 Od przedstawiono schemat funkcyjny współczesnej realizacji metody kompensacyjnej - kompensacyjny przetwornik analogowo-cyfrowy sekwencyjny W przetworniku tym realizuje się automatycznie mierzenie metodą kompensacyjną, a stan kompensacji osiągany jest w toku odpowiedniego, cyfrowego sterowania Sekwencyjność tego rozwiązania wyraża się tym, że układ dąży do stanu kompensacji napięcia mierzonego U, i napięcia wzorcowego (/« realizując sekwencję działań (kroków, taktów) utrwalonych w programie „układu cyfrowego sterowania sekwencyjnego", stanowiącego moduł przetwornika. Sekwencja ma swój początek w momencie impulsu start oraz koniec w momencie wystawienia wyniku w rejestrze. Tylko realizacja całej sekwencji kroków prowadzi do wyniku. Ostatnim krokiem jest krok przewidziany w sekwencji działań, a nie stan osiągnięcia pełnej kompensacji Układ z założenia nie osiąga pełnej kompensacji, choć w ostatnim kroku układ jest najbliższy stanowi kompensacji napięć

Przetwornik a/c kompensacyjny sekwencyjny nazywany jest też w literaturze przetwornikiem o kompensacji wagowej W takiej nazwie akcentuje się fakt, że w kolejnym kroku dobiera się „składniki” napięcia wzorcowego o odpowiedniej wadze danej pozycji zapisu binarnego, konkretnie o wadze od największej do najmniejszej Nazwy tej me będziemy używać, ponieważ sekwencyjność przetwornika uważamy za istotniejszą.

Źródłem nastawialnego napięcia wzorcowego jest przetwornik c/a stanowiący integralną część przetwornika a/c, a rozdzielczość tego przetwornika jest rozdzielczością przetwornika a/c. Sygnał znaku różnicy napięć wysyłany z detektora (D) jest interpretowany przez układ sterownia sekwencyjnego i jest podstawą jego decyzji w każdym kroku co do tego czy nastawione w przetworniku c/a napięcie wzorcowe jest za duże, czy za małe w stosunku do napięcia U, i jak zakończyć dany krok

Na rysunku 3 lOd zamknięto w ramce narysowanej linią przerywaną moduły składające się na przetwornik a/c, natomiast na zewnątrz ramki dorysowano moduły, które pozwoliłyby uczynić z przetwornika najprostszy woltomierz cyfrowy

1IS