Жалпы түсініктер
жүктеу/скачать 0,85 Mb.
|
| Nq=Nmax / k.
Nq саны (немесе k=1 болғандағы Nmax) аспаптың шешуші қабілетін анықтайды, оны қатынас түрінде белгілейді, мысалы: 1:119 999. Әдетте толық емес бас немесе екі бас разрядтарда диапазондардың номиналды мәндері сәйкес болады. Nmax -мен салыстырғанда арттыру диапазондардың қалқанын жасайды. және Nmax сандары барлық диапазондарда біркелкі болып қалады: олар осы әрбір диапазонда , Хтах және q –мен қарапайым қатынастармен байланысты Дәлдік – СӨА қосқанда, кез-келген өлшеуіш аспаптың аса күрделі және көпқырлы сипаттамасы. «Дәлдік» деген сөздің өзі сан түрінде әртүрлі қателіктермен көрсетілетін сипаттамалардың тұтастай кешенінің қысқаша атауын білдіреді. Әдебиетте дәлдіктің қателікке кері санды білдіретін мөлшерлі сипаттама ретіндегі анықтамасы да кезігеді (қателік аз болған сайын, дәлдік жоғары болады). Бұл анықтама кеңінен тарала қойған жоқ. 3 САНДЫҚ ӨЛШЕУІШ АСПАПТАРДЫҢ ҚАТЕЛІКТЕРІ Кез-келген шаманы өлшеудің нәтижесі өлшенген шаманың ақиқат мәнінен айырмашылығы болады. Өлшеу нәтижесінің өлшенетін шаманың ақиқат мәнінен ауытқуы өлшеудің қателігі деп аталады. Өлшеу қателіктері өлшеу аспаптарының қателіктерімен де, сыртқы әсер ететін шамалардың әсерімен де, өлшеу нәтижесін дұрыс бекітпеумен және басқа да факторлармен байланысты. Олай болса, өлшеу қателігін өлшеу құралдарының қателігінен аз мөлшерде алу мүмкін емес. Берілген аспаппен өлшеу нәтижесін аспаптың өз қателіктерінен айырып алған жөн. Мысалы: меңзері бар аспаппен өлшеу нәтижесінің қателігі аспаптың қателігі мен санаудың субъективті қателігінен тұрады. СӨА-та бұл құрамдас бөліктер жоқ (объективті санау), бірақ басқалары бар. Нәтиженің қателігі динамикалық және статикалық құрамдас бөліктерден тұрады, бұл жерде алғашқысы аспаптың қасиетіне ғана емес, сонымен қатар зерттелетін сигналдың уақыттағы мінез-құлқына да байланысты. Аспаптың өзіне дәлдік сипаттамасын берген кезде әдетте тек статикалық қателіктерді ғана айтады, ал аспаптың динамикалық қасиеттерін қандай да бір стандартты кіру сигналы (секіріс, синусоид) ретінде немесе басқа да формаларда сипаттайды (СӨА үшін – бір секундтағы өлшеу мөлшері немесе бір өлшеу циклінің уақыты). Осылайша, нәтиженің қателігі динамикалық құрамдас бөліктердің есебінен аспаптың қателігінен артық болуы мүмкін. Тағы бір мысал: вольтметрдің кіру кедергісінің ақырғы мәнімен шартталатын кернеуді өлшеудің әдістемелік қателігі өлшеу нәтижесінің қателігіне жатады, бірақ вольтметрдің өзінің қателігі болып саналмайды. Жоғарыда атап өткендей, кез-келген өлшеу Н үздіксіз шаманы Д дискретті шаманың ең жақын деңгейіне дейін дөңгелетумен түйіндестірілген. Дөңгелетудің өзі – белгілі бір қателікті білдіреді, бірақ ұқсас аспаптарда бұл қателіктерге адам жол береді, оның мөлшерлік сипаттамалары субъективті, сондықтан әрине, оны аспаптың қателігіне емес, өлшеудің қателігіне жатқызған жөн. Н Д К түрлену үрдісі автоматты түрде болатын СӨА-да бұл қателік дұрыс және аспаптың статикалық қателігінің құрамдас бөліктерінің бірі болып табылады. Оны дөңгелектеу қателігі деп немесе кванттау қателігі немесе дискреттік қателігі деп атауға болады. Біз соңғы атауына тоқталайық. Дискреттік қателіктен басқа СӨА жалпы статикалық қателігі сонымен бірге «аспаптық» (немесе «аппаратық») құрамдас бөліктен, дәлірек айтсақ,– аспап элементтерінің жетілдірілмеуінен, идеалды еместігінен бастап көптеген құрамдас бөліктерден тұрады. Төменде біз бұған элементтердің емес, аспаптың құрылымдық сызбасының жетілдірілмеуіне байланысты құрамдас бөліктерді де жатқызуға болатындығын көреміз, сондықтан құрылымдық сызбасын жетілдірген кезде оның алдын алуға болады. Қателіктерді дұрыс бағалау үшін, олардың шығу тегін анықтап алған жөн. Өлшеу қателіктерін бірқатар белгілеріне: өрнектелу формасына, шығу себептеріне, көріну сипатына, қолдану шарттарына және басқа да белгілеріне қарай жіктейді. Өрнектелу формасы бойынша өлшеу қателіктері абсолютті және салыстырмалы болып бөлінеді. Өлшенетін шаманың бірлігімен берілген өлшеу қателігі өлшеудің абсолютті қателігі деп аталады. Ол төмендегі формуламен анықталады: мұндағы xизм– өлшеу кезінде алынған мән; x – өлшенетін шаманың ақиқат мәні. Өлшенетін шаманың ақиқат мәні белгісіз болып қалатындықтан, тәжірибеде өлшеу қателігінің жуықталған бағасын ғана табуға болады. Бірақ абсолюттік қателік, егер оны өлшенетін шамамен салыстырмаса, өлшеудің шынайы дәлдігін бере бермейді. Сондықтан өлшеу сапасын салыстырмалы қателік – абсолютті өлшеу қателігінің өлшенетін шаманың ақиқат мәніне қатынасымен сипаттаған ыңғайлы. мұндағы хg – өлшенетін шаманың шынайы мәні. Салыстырмалы қателік пайызбен көрсетілуі мүмкін: Салыстырмалы өлшеу қателігі өлшеу сапасын сипаттайды: ол аз болған сайын, сапасы жоғары болады. Өлшеу әдісінің қателігі (әдістемелік) – өлшеу әдісінің жетілдірілмеуінен туындайтын өлшеу қателігінің құрамдас бөлігі. Оларға өлшеу құралының өлшенетін буынға ықпалынан туындайтын құрамдас қателіктер жатады. Мысалы, ЭДС қуат көзін ақырғы кіру кедергісі бар вольтметрмен өлшеу қателіктері. Басқа әдіспен өлшеу кезінде, мысалы, нольдікпен, бұл қателікке жол бермеуге болады. Әдістемелік қателіктерге көбінесе нақты өлшеу нысанының қабылданған үлгісіне байланысты қателіктерді де жатқызады. Инструменттік өлшеу қателігі – қолданылатын өлшеу құралдарының қателігіне тәуелді өлшеу қателіктерінің құрамдас бөлігі. Өлшеу құралдарының қателіктерін өлшенетін шамалар мәніне тәуелділік сипатына қарай аддитивті және мультипликативті қателіктерге бөледі. Аддитивті қателік өлшеу құралының кіру шамасының мәніне байланысты емес. Ол аспап меңзерінің жылжуынан, термоЭДС әрекетінен және салыстыру контурларындағы кезеуден, электронды күшейткіштердегі нольдің ығуынан пайда болуы мүмкін. Мультипликативті қателік х кіру шамасының мәніне байланысты болады және өлшеу құралының S сезгіштігінің өзгеруінен туындайды. Сонымен, СӨА жалпы статикалық қателігі дискреттік қателіктерден және инструменттік қателіктерден тұрады. Дискреттік қателікті қарастырайық. Уақыт-импульсты өлшеу әдісін алайық. Екі міндетке назар аударайық: а) дабылдар 1 және 2 (3.1а сурет) синхрондалмаған, яғни олардың уақытқа өзара орналасуы ықтиярлы; б) 1 дабылы өзгерген жоқ, ал 2 дабылдағы импульстың ұзақтығы шексіз көп мәндерді қабылдай алады – бұл үздіксіз шама (H). 3.1а) суретте 1 және 2 дабылдың кейбір жағдайларда ең нашар өзара орналасуы және t мен Т0 арасындағы қатынас көрсетілген ( t - Т0 кезеңдердің тұтас мөлшеріне тең). 3.1 сурет - Дискреттік қателік Шынымен де, бұл жағдайда 2 дабылының ығысуы және t ең аз өзгерістері үш нәтиже: N—1; N; N+1 беруі мүмкін. t мәні өзгермейтін болғандықтан, бұл ±q абсолютті қателік туындауы мүмкін дегенді білдіреді. Бұл жерде жоғарыда аталған екі фактор әсер етеді: біріншіден, 1 және 2 дабылдарының асинхрондылығы; екіншіден, t үздіксіз шаманы NT0 дискретті шаманың ең жақын деңгейіне дейін дөңгелектеу. Бірінші фактор құрылымның кодқа түрленуі t жетілдірілмеуіне байланысты, сондықтан бұл құрылымды жетілдіре отырып, оны жоюға болады (3.1б сурет). Мұнда t уақыт интервалының басы 1 дабылының 1-0 ауысуымен Қосу импульсы шебінен кейін алғашқы болып анықталады (3.1в сурет), ал импульстардың санауышына 0-1 ауысулар әсер етеді. Мұнымен тек синхрондауға ғана емес, сонымен қатар тек екінші фактор - t ең жақын деңгей NT0 дейін дөгелектеу ғана қалатын 1 және 2 дабылдарының өзара орналасуына қол жеткізуге болады, бұл ±0,5q шегінен шықпайтын абсолютті қателікке алғышарт болады. Бұл таза күйіндегі дискреттіктің қателігі. 3.1г суретте барлық инструменттік қателіктер болмаған кезде сандық вольтметрдегі Nq өлшеу нәтижесінің U өлшенетін шаманың мәніне тәуелділігі, сондай-ақ д дискреттіктің абсолютті қателігінің U- тәуелділігі көрсетілген. Төменде көріп отырғанымыздай, д = - 0,5q 0,5q; д таx=±0,5q. Дискреттіктің салыстырмалы қателігі бұл жағдайда сәйкесінше келесі формулалармен анықталады: ; Атап өтер жайт, алдағы уақытта дискреттіктің қателігі дегенді жалпы жағдайға, яғни таx=± 1q деп түсінетін боламыз. Инструменттік қателіктерге аддитивті, мультипликативті және сызықты емес қателіктер жатады. Инструменттік қателіктер қолданылатын құралдардың қателіктеріне байланысты болады. Өлшемдеудің дәлсіздігі, конструктивті жетілдірілмегендік, пайдалану барысында аспап сипаттамаларының өзгеруі және т.б. өлшеу құралының негізгі қателіктерінің себебі болып табылады. Абсолютті және салыстырмалы инструменттік қателіктердің өлшенетін шамаға тәуелділігі 3.2-3.4 суреттерде көрсетілген. 3.2сурет - Мультиплекаторлы қателік 3.3 сурет - Адитивті қателік 3.4 сурет - Сызықтық емес қателігі жүктеу/скачать 0,85 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|