Статические характеристики ИП

Статическая характеристика – функциональная зависимость между входной и выходной величинами в установившемся режиме. Статические характеристики датчика показывают, насколько корректно выход датчика отражает измеряемую величину спустя некоторое время после ее изменения, когда выходной сигнал установился на новое значение.

Она может быть представлена коэффициентом, уравнением, графиком или таблицей. Уравнение линейной характеристики записывается следующим образом:

Здесь В – некоторая постоянная (const),

К – коэффициент преобразования,

у0 – сигнал холостого хода,

х0 – зона нечувствительности.

При В=0 график проходит через начало координат.

При В>0 характеристика смещена по оси абсцисс на величину холостого хода, при этом у0=В.

При В<0 характеристика имеет зону нечувствительности от 0 до х0.

На участке:

от 0 до хН: у= К·х,

от хН до ∞: у=уН.

Если на характеристики выделить линейный участок, в пределах которого работает преобразователь, то разность между верхним и нижним значениями выходного (входного) сигнала определяют как рабочий диапазон ΔР преобразователя, а их отношения – динамический диапазон ΔД.

Рабочий диапазон (operating range) датчика определяется допустимыми верхним и нижним пределами значения входной величины или уровня выходного сигнала.

Порог чувствительности – линейное значение входного сигнала, вызывающее заметное изменение выходного сигнала.

Важными статическими параметрами также являются: чувствительность, разрешающая способность или разрешение, линейность, дрейф нуля и полный дрейф, повторяемость и воспроизводимость результата.

Чувствительность (sensitivity) датчика определяется как отношение величины выходного сигнала к единичной входной величине.

Разрешение (resolution) - это наименьшее изменение измеряемой величины, которое может быть зафиксировано и точно показано датчиком.

Линейность (linearity) не описывается аналитически, а определяется исходя из градуировочной кривой датчика. Статическая градуировочная кривая показывает зависимость выходного сигнала от входного при стационарных условиях. Близость этой кривой к прямой линии и определяет степень линейности. Максималь­ное отклонение от линейной зависимости выражается в процентах.

Дрейф (drift) определяется как отклонение показаний датчика, когда измеряемая величина остается постоянной в течение длительного времени. Величина дрейфа может определяться при нулевом, максимальном или некотором промежуточном значении входного сигнала. При проверке дрейфа нуля измеряемая величина поддерживается на нулевом уровне или уровне, который соответствует нулевому выходному сигналу, а проверка дрейфа на максимуме выполняется при значении измеряемой величины, соответствующем верхнему пределу рабочего диапазона датчика. Дрейф датчика вызывается нестабильностью усилителя, изменением окружающих условий (например, температуры, давления, влажности или уровня вибраций, параметров электроснабжения или самого датчика (старение, выработка ресурса, нелинейность и т. д.)

Повторяемость (repeatability) характеризуется как отклонение между нескольким последовательными измерениями при заданном значении измеряемой величины в одинаковых условиях, в частности приближение к заданному значению должно происходить всегда и либо как нарастание, либо как убывание. Измерения должны быть выполнены за такой промежуток времени, чтобы не проявлялось влияние дрейфа. Повторяемость обычно выражается в процентах от рабочего диапазона.

Воспроизводимость (reproducibility) аналогична повторяемости, но требует большего интервала между измерениями. Между проверками на воспроизводимость датчик должен использоваться по назначению и, более того, может быть подвергнут калибровке. Воспроизводимость задается в виде процентов от рабочего диапазона, отнесенных к единице времени (например, месяцу).