Основная погрешность аналогового регистратора определяется его классом точности. Однако в отличие от датчиков, погрешность которых, как правило, нормируется без запаса на старение, погрешность всех электроизмерительных приборов согласно стандарту нормируется с 25%-ным запасом на старение, т. е. фаетиче-ская погрешность нового, только что выпущенного заводом прибора составляет не больше чем 0,8кл. Если же прибор уже ремонтировался на предприятии-потребителе, то этот запас зависит от уровня метрологической службы на данном предприятии. Так, например, обследование многих тысяч электроизмерительных приборов на ЛПЭО «Элеетросила» им. С. М. Кирова показало, Ч1"0 службы главного метролога создали на предприятии такой климат, что ремонтные службы выпускают электроизмерительные приборы, имеющие погрешность 0,4кл, т. е. тот же уровень, который имеяот и ведущие приборостроительные заводы. Благодаря этому приборам обеспечивается большой межремонтный срок службы, пока их погрешность возрастает от 0,4утш До Ткл» а в среднем по объединению погрешность находящихся в эксплуата-Щ-1И приборов составляет 0,7укл-

Если же ремонт производится так, что погрешность прибора еле-еле укладывается в класс, то прибор большую часть меж-поверочного срока работает с погрешностью, превышающей класс точности, и бракуется при следующей ежегодной поверке.

Будем считать, что в нашем примере используется только что полученный с завода новый регистратор и при классе точности 0,5 его погрешность составляет не более "Vmper =0,8-0,5 =0,4%. Погрешность потенциометра определяется прежде всего погрешностью реохорда и поэтому она аддитивна, а закон ее распределения, как и у реостатного датчика, будем считать равномерным с шириной ±0,4%. Тогда с. к. о. этой погрешности авР ~ = 0,4/]/3 = 0,23%.

Тшпературная погрешность регистратора проявляется в виде смещения нуля на чорег = -0,1%/10 К, также аддитивна и при принятом выше равномерном законе распределения температуры шириной ±3 К ее с. к. о. составляет о© per = 0,03/13 = 0,017%.

Погрешность цифрового вольтметра (ЦВ) нормирована двучленной формулой. Ее приведенное значение равно 0,1% при = О и линейно возрастает до 0,2% в конце шкалы. Но при использовании в канале измерения ЦВ или АЦП чаще всего возникает следующая ситуация. Максимальный сигнал датчика в нашем случае равен 200 мВ. При номинальном коэффициенте усиления усилителя, равном единице, выходное напряжение также равно 200 мВ. Подобрать самописец на тако11 предел измерений или подогнать его предел с помощью делителя не составляет трудности. Пределы же измерений цифровых приборов, как правило, кратны 10, Так, например, указанный выше ЦВ типа Ф203 имеет пределы

измерений 100, 10 и 1 В. При использовании в рассматриваемом канале измерений на пределе 1 В = 1000 мВ он обеспечивает удобный отсчет измерений величины непосредственно в милливольтах, но расчет его погрешности в этом случае имеет некоторые особенности. Так как такое неполное использование рабочего диапазона ЦВ или АЦП очень часто встречается в практике измерений, рассмотрим его более подробно.

Итак, в цифровом приборе с диапазоном измерений от О до 1000 мВ используется лишь часть этого диапазона от О до 200 мВ, так как выходное напряжение в 200 мВ является предельным выходным напряжением данного канала измерений. Особенность расчета погрешности в данном случае состоит в том, .что приведенное значение погрешности должно рассчшъшаться для предела измерений именно 200 мВ, в то время как приведенная погрешность цифрового 1ц)ибора дана для предела измерений 1000 мВ. Для этого должна быть вычислена абсолютная погрешность ЦВ в точках начала и конца этого нового диапазона и отнесена к его концу.

Абсолютная погрешность при л; = О ЦВ класса c/d

Ао = "0"«-Цв = 1Ш" 0° = «

а ее приведенное вначение к пределу измерений Хк. „ан данного канала -уацв = 1 мВ/200 мВ =0,5%. Абсолютная погрешность ЦВ при X = 200 мВ

А2о« = Ао + -- = 1+-1*200=1,2 мВ, а ее приведенное вначение к пределу измерений канала

Таким образом, неполное использование диапазона ЦВ приводит к существенному возрастанию приведенной погрешности измерения, в данном примере с 0,2/0,1 до 0,6/0,5. Однако вследствие того, что оно обеспечивает удобство цифрового отсчета непосредственно в единицах измеряемой величины, такой прием широко используется на практике. Тем более важен правильный расчет погрешностей для этого случая.

Для перехода от максимальной погрешности ЦВ или АЦП к с. к. о. необходимо знание вида закона распределения этой погрешности. В § 2-5 указывалось, что это распределение является композицией равномерного распределения погрешности квантования и очень полого спадающего распределения суммы погрешностей нуль-органа, аналоговых узлов ЦВ и АЦП и разброса отдельных ступеней кодирующей сетки, которое в среднем можно считать экспоненциальным распределением с показателем степени

а = 0,5, е. вида р (х) = 0,25е"*. У высокоточных ЦВ и АЦП

с большим числом разрядов экспоненциальное распределение (как отмечалось в § 2-5) преобладает над равномерным, а у низкоточных - наоборот. Так, например, у ЦВ типа Ф203 дисперсия экспоненциальной составляюнхей равна от 2 до 13% общей дисперсии 18]. Поэтому при грубой оценке погрешностей этой составляющей можно пренебречь и считать распределение близким к равномерному. Для более точного расчета погрешностей дисперсию этой составляющей можно в среднем принять равной 8% или 1/13 общей дисперсии.

Таким образом, если полагать в нашем примере распределение погрешности ЦВ равномерным, то с. к. о. будет 0н.цв - « 0,5/К3 = 0,289%; цв = 0,6/КЗ = 0,346%.

При учете экспоненциальной составляющей погрешности ЦВ следует считать состоящей из двух частей! при л s= О

oi н. ЦБ = 1/0,2892 -jr =

Оан. цв = /0,2892-1- = 0,080

и в конце диапазона измерений канала

oi к. ЦВ = 1/0,346= = 0,332 %;

Оа к. цв = l/0,3462-1-= 0,096 %,

соответственно о равномерным распределением (рщв) и экспоненциальным с а = 0,5 распределением с параметрами (см. табл. 2-4) k = 1,35, я = 0,2, 8 = 25,2 (02 цв).

Итак, мы разделили все составляющие погрешности на аддитивные и мультипликативные, приписали им законы распределения и вычислили с. к. о. Этот результат для наглядности дальнейших действий представлен на рис. 3-5, где буквами А и М в кружках отмечены соответственно аддитивная и мультипликативная составляющие погрешности.

Суммирование погрешностей. Расчет результирующей погрешности канала сводится к вычислению приведенной погрешности при X = О, которая складывается только из аддитивных составляющих, и в конце диапазона, которая складывается из всех составляющих. Эти операции нам придется проделать дважды: один раз - для Канала с аналоговым регистратором, а другой раз - для канала G цифровым регистратором.

Выбор метода суммирования (складывать алгебраически или геометрически) зависит от того, являются ли суммируемые погрешности коррелированными или независимыми. Чтобы не допустить ошибок, целесообразно сразу выделить коррелированные погрешности и произвести их алгебраическое сложение. Коррелирован-