75370 IMG�15 (2)

Ic koda t W kolumnie I zestawiono wartości błędu liniowości całkowe) («| 3.16). W kolumnie 9 zestawiono wartości poprawek p, dla każdego kodu * obliczonych jako wartoSci ujemne błędu bezwzględnego (_w nasziin przypadku równego algebraiczne) sumie wszystkich składowych błędu dla danego kodu *).

Kod k	Wartość kodu	uk	%	kq.“U+	Ut-U.	*9	4*-	P>^m -(4.+4-+ZU)
			4	s	4
000	0	00300	0.61	0	0	0	0	0.0500
001	1	0.2088	1-67	0.125	0.1588	0.1138	-0.045	0.0838
010 ]	2	0.3076	2.46	0.250	0.2576	0.2276	-0.030	0.0576
011 |	3	04664	3.74	0.375	0 4164	0.3414	-0.075	00914
-niirf	4	0.4302	3.44	0.500	0.3802	0.4552	+0.075	-0.0698
101 I	5	0 5890	4 72	0.625	0 5390	0.5690	+0.030	-0.0360
110 I	6	0.6878	5.50	0.750	06378	0 6828	+0 045	-0 0622
III 1	7	0 8466	677	0.875	0 7966	0 7966	0	-0.0284

Zauważymy, ze największa zmiana wartości błędu liniowości całkowej dla naszego przetwornika występuje przy zmianie kodu z wartości 3 na 4 Wynosi ona -{0.075-<-0.075)“-0.150V (wg 3.17a) i między tymi kodami będzie największy błąd liniowości różniczkowej Na wykresie (rys 3 9) ten odcinek łamanej przedstawiającej charakterystykę rzeczywista ma nachylenie ujemne (funkcja jest lokalnie malejąca). gdy nachylenie wypadkowe łamanej jest dodatnie (bo funkcja jest ogólnie rosnąca) Fakt taki byłby wadą tego przetwornika Błędów liniowości różniczkowej nie warto liczyć dla wszystkich kodów, gdy potrafimy wskazać dwa sąsiednie kody. między którymi występuje jego największa wartość bezwzględna

Typowe wykorzystanie w miernictwie pełnych danych o błędach polega na tym. Ze znając ich wartość moZemy poprawić wyiuk działań usuwając błędy za pomocą poprawki Z charakterystyki nominalnej (czyli na podstawie nominalnej wartości jednostki kwantyzacji) znamy bowiem nominalną wartość napięcia (u nas (/*) dla danego kodu (u nas k). obciążoną błędem Gdy znamy składowe błędu bezwzględnego przetwornika, to sumując algebraicznie te składowe otrzymujemy błąd wypadkowy przetwornika Zmieniając znak na przeciwny (kolumna 9 w tablicy) otrzymujemy wypadkową poprawkę p> (omawialiśmy obliczanie i stosowanie poprawki w rozdziale pierwszym), którą dodajemy algebraicznie do wartości nominalnej. W ten sposób otrzymujemy poprawioną wartość napięcia

Z pełnych wyników badań dokładnościowych tworzy się charakterystyki dokładno* setowe użytkownika wyznaczając błędy dopuszczalne, czyli granice dopuszczalnej wartości błędu dla każdej składowej lub dla błędu wypadkowego W przetwornikach c/a dobrej jakości dopuszczalne błędy zera, liniowości całkowej i różniczkowej są mniejsze niż pół jednostki kwantyzacji Względny dopuszczalny błąd skali powinien być zatem mniejszy niż pół względnego błędu kwantyzacji przetwornika (tj jednostki kwantyzacji odniesionej do napięcia zakresowego nominalnego). Wówczas przyjmuje się, że (wypadkowy) dopuszczalny błąd bezwzględny takiego przetwornika me przekracza ±q (jednostki kwantyzacji) Względny (odniesiony do zakresu) błąd dopuszczalny równa się odwrotności rozdzielczości, czyli Przetworniki mało dokładne mogą charakteryzować się dopuszczalnym

błędem większym niz iq, bo wytwórcom łatwiej jest zwiększyć liczbę bitów, niż zapewnić dokładność danego wyrobu Większa rozdzielczość przetwornika jest handlowo korzystna, z czego korzystają wytwórcy

Cała przeprowadzona analiza dokładnościowa przetwornika c/a była pomyślana jako analiza dokładności przetwornika w warunkach odniesienia, a więc błędy wynikały przede wszystkim z niedoskonałości wykonania przetwornika. Jak wiemy, błędy ujawniające się w warunkach odniesienia nazywamy błędami podstawowymi przetwornika c/a (ogólnie przyrządu) i jest obojętne czy myślimy o składowych błędów, czy o wypadkowych błędach, czy o dopuszczalnych błędach Za pomocą wartości błędów podstawowych charakteryzuje się więc dokładność przetwornika w warunkach odniesienia, czyli w warunkach ściśle określonych, podanych przez wytwórcę i przewidzianych w normach. Dla przetwornika c/a do tych warunków przede wszystkim należy określenie daty ważności

(czynnik czasu), temperatury, napięcia zasilania, wilgotności, poziomu zakłóceń elektromagnetycznych Ściśle określony stan wszystkich tych wielkości składa się na warunki odniesienia W warunkach innych mz warunki odniesienia - w warunkach użytkowania - mogą powstać błędy dodatkowe przetwornika jako wynik wrażliwości przetwornika w danym wykonaniu na zmianę warunków fizycznych Wytwórca podaje dane o wrażliwości danego przetwornika na oddziaływanie każdego czynnika fizycznego osobno, a użytkownik, który stosuje przetwornik w warunkach innych niż warunki odniesienia, oblicza na podstawie wrażliwości błędy dodatkowe wywołane zmianą warunków ze względu na IcaZdy czynnik osobno i składa je Jeżeli więc np wrażliwość przetwornika na zmianę temperatury wynosi -10 błędu na IK, to gdy temperatura będzie się różnić od temperatury odniesienia o -10*C, przetwornik wykaZe dodatkowy błąd (-10X-10"*)-+-10'\ czyli +0.1% „wskazania” Gdyby równocześnie zmieniło się napięcie zasilania, to wyliczoną składową błędu należałoby złożyć ze składową wywołaną zmianą temperatury

W zastosowaniach przetworników c/a istotna jest szybkość działania, która ograniczona jest czasem potrzebnym na wystawienie danego napięcia na wyjściu przetwornika liczonego od chwili przesłania na wejście przetwornika danego kodu (wysłanie sterowania) Czas ten wynika me tylko z tego, ze klucze mają właściwy im czas łączenia, ale przede wszystkim z tego. Ze w obwodach elektrycznych występują stany nieustalone, a dopiero po ich zaniku na wyjściu jest właściwe, oczekiwane napięcie Potrzebny jest tez czas na użytkowanie napięcia otrzymanego na wyjściu, choćby tylko czas potrzebny na wykonanie pomiaru Z tego wynika możliwy okres powtarzania cyklu wystawiania i użytkowania wystawionego napięcia, a z czasu trwania cyklu określić można graniczną częstotliwość pracy przetwornika c/a Taka częstotliwość może wynosić wiele set megaherców i w nowszych konstrukcjach jest coraz większa Mówi się. Ze częstotliwość graniczna wyznacza dynamiczne możliwości przetwornika c/a.

3.3. Kompensacyjna metoda pomiaru napięcia stałego

Kompensacyjna metoda pomiaru napięcia stałego jest podstawową, naturalną i potencjalnie najdokładniejszą metodą pomiaru napięcia Jest podstawową metodą, bo w kompensacyjnej metodzie realizuje się bezpośrednie porównanie napięcia mierzonego ze wzorcem, a więc realizuje się to, co zawarte jest w definicji pomiaru Naturalność metody wyraża się tym. Ze kompensowanie jest tożsame z porównywaniem, bo osiągając fizycznie stan kompensacji osiągamy równocześnie stan zrównania Jest potencjalnie najdokładniejsza, bo w najprostszym przypadku można osiągnąć dokładność pomiaru praktycznie równą dokładności wzorca (niepewność procesu porównywania może być pomijalnie mała). Natomiast niepewność pomiaru może być większa, gdy w układzie porównywania realizowane są dodatkowe funkcje, np napięcie trzeba dzielić lub wzmacnia Takie - często konieczne -działania zwiększają niepewność wyniku pomiaru.

Kompensacyjna metoda pomiaru jest równocześnie tzw metodą zerową, bo stan zrównania stwierdza się jako zerowe wskazanie detektora albo z innego punktu widzenia jest zerową, bo różnicę U_x-U_K=óU—>0, tj. doprowadza się granicznie do zera Można tez powiedzieć, że jest szczególnym sposobem realizacji metody różnicowej, gdy różnica nie jest mierzona lecz doprowadzana praktycznie do zera.

Na rysunku 3.10a pokazano ideę (zasadę) kompensacyjnej metody pomiaru napięcia stałego Źródło napięcia nastawialnego, wzorcowego U_m jest połączone przedw-sobnie ze źródłem napięcia mierzonego U, poprzez detektor zera (wskaźnik zera) tworząc obwód elektryczny szeregowy. Nastawiając odpowiednio wielkość napięcia wzorcowego U_m można osiągnąć stan, kiedy na detektorze będzie obserwowane wskazanie równe zero. co oznacza osiągnięcie stanu zrównania napięć, bo wówczas U,—U^~AU~Q Na tej podlił