Автоматические приборы следящего уравновешивания со статической характеристикой

В зависимости от рода измеряемой величины аналоговые измерительные приборы со статической характеристикой делятся на:

1) компенсационные приборы для измерения малых токов и напряжений (компенсационные милливольтметры и миллиамперметры);

2) автоматические мосты;

3) компенсаторы моментов.

Основные соотношения для таких приборов можно получить, рассматривая автокомпенсаторы напряжения (компенсационные милливольтметры).

Они представляют собой усилители, охваченные глубокой отрицательной связью, с выходными приборами. Строится по следующим блок-схемам.

E_x, r_x U_ВХ

U_k r_ВХ

 

 

r_k

r_д

 

 

с выходом по напряжению

 

 

E_x, r_x U_ВХ

r_k r_ВХ

 

U_k I_ВЫХ

 

r_д

 

 

с выходом по току

 

На выходе может стоять регистрирующий прибор.

Для схемы (1) в измерительной схеме сравнения и направлены встречно и

(1)

где коэффициент преобразования ИСС, обычно и

коэффициент усиления усилителя.

(2)

(3)

коэффициент преобразования цепи ОП.

Решая совместно (1) и (3), получаем

 

 

 

(4)

Имея в виду, что выходной величиной является угол поворота выходного прибора , получим

(5)

чувствительность выходного прибора,

чувствительность компенсаторного прибора.

При рассмотрении метрологических свойств компенсаторных приборов удобно пользоваться коэффициентом статизма.

 

Введем в уравнение шкалы

Рассмотрим влияние различных факторов на статическую погрешность прибора.

Будем искать погрешность в виде

Дифференцируя (4), получим

(3)

Выражение (5) показывает, что нестабильность коэффициентов преобразования звеньев канала прямого преобразования, влияет на погрешность компенсационных приборов в “ “ раз меньше, чем у приборов прямого преобразования. А нестабильность коэффициента преобразования звеньев канала обратного преобразования определяет погрешность всего прибора в целом. в зависимости от требуемой точности выбирают равным 0,020,002, а по возможности стараются стабилизировать. Например, в данной схеме

т.е. погрешность будет иметь минимальное значение, когда

т. е. когда температурные коэффициенты сопротивления резисторов и равны.

Пределом уменьшения является потеря устойчивости системы, т. к. при этом увеличивается

Относительная погрешность от дрейфа нуля и порогов чувствительности звеньев, как следует из выражения (5), не зависти от глубины отрицательной обратной связи, а определяется только коэффициентом передач звеньев, находящихся в прямой цепи перед звеном - источником помех. Т.е. компенсационные приборы в отношении помех в виде дрейфа нуля и пороговой чувствительности звеньев не имеют преимуществ по сравнению с приборами прямого преобразования.

Результирующая погрешность прибора при наличии самописца на выходе

 

- погрешность от дрейфа нуля,

- погрешность от порога чувствительности,

- погрешность выходного самописца.