ö
lçmənin xətasını da mütləq qiymətləndirmək lazımdır. Nəzərə
almaq lazımdır ki, təsadüfi xətalar nəticəni etibarsız, sistematik
xətalar isə qeyri düzgün edir. Ölçmə vasitələrinin nisbi xətasının
buraxıla bilən qiyməti ölçmənin tələb edilən dəqiqliyi
δ
ölç
ilə
müəyyənləşdirilir. Ən böyük mümkün mütləq xətanın şkalanın bütün
nö
qtələrində alınması ehtimalının sabitliyi (3.8) düsturundan görünür.
Adətən şkalanın işçi sahəsi daxilindəki nisbi xəta, gətirilmə xətadan üç
dəfədən artıq ola bilməz. Bu şərtin bərabər şkalalı ölçmə vasitələrinə
gö
rə yerinə yetirilməsi ona gətirib çıxarır ki, bir tərəfli şkalada işçi
diapozon
∆
iş
,
onun axırının üçdə ikisini (şəkil 3.10.a), eyni
diapozon
da, iki tərəfli şkalada isə üçdən birini tutur (şəkil 3.10.b).
Sıfırsız şkalada D
iş
şkalanın bütün uzunluğuna tətbiq oluna bilər (şəkil
3.10.
a), yəni qeyri işçi zona
0
=
⋅z
q
L
.
Bəzi ölçmə vasitələri üçün nisbi xətanın ölçülən kəmiyyətdən
asılılığı mürəkkəb asılılıqla xarakterizə olunur və bu dəqiqliyin la-
qorifmik xaraktertistikasına gətirib çıxarır.
154
Bunlar əsasən geniş diapozonlu ölçmə vasitələridir. Məsələn:
sabit cərəyan körpüləri, müqavimət körpüləri, ədədi tezlik ölçənlər və
s. Bunlar üçün standart (
ГОСТ 8.401-8-) dəqiqlik sinfinin nor-
mallaşdırılmasını üç hissəli düsturla yerinə yetirməyə icazə verir:
( )
son
a
ş
x
x
x
x
x
+
+
=
δ
δ
min
. (3.9)
Burada
min
x
və
son
x
-
həssaslığın hüdudu və həddidir;
δ
aş
şə-
kil 3.9.-
da verilmiş göstəricilərdə aşağıdan işçi diapozonunu məh-
dud
laşdıran nisbi xətadır.
Məsələn: müqavimətin geniş diapozonlu korpusunun texniki
sənədlərində göstərilir ki, nisbi xəta göstərilən diapozonlardakı qiy-
mətlərini keçmir:
%;
5
,
0
0
10
,...,
10
4
2
−
m
%;
1
10
,..,
5
5
−
Om
%;
5
10
,...,
5
,
0
6
−
Om
%
10
10
2
,...,
2
,
0
6
−
⋅
Om
və
%.
20
10
4
,...,
1
,
0
6
−
⋅
Om
δ
bəz
%,
5
,
0
=
Om
x
02
,
0
min
=
və
Om
x
son
6
10
20
⋅
=
olduqda,
istənilən x üçün nisbi xəta
( )
%
100
10
20
100
5
,
0
02
,
0
6
⋅
+
+
=
x
x
x
δ
olacaqdır.
Dəqiqlik siniflərinin sənədlərdə və cihazlarda işarə edilməsi
cədvəl 3.3-də verilmişdir.
Misal 3.1 Ö
lçmə sərhəddi 0-50A olan cihazın şkalasına görə və
bərabərölçülü şkalaya görə hesabat 25A-dir. Ölçmə xətalarının digər
nö
vlərini nəzərə almamaqla, dəqiqlik sinifləri
;
01
,
0
02
,
0
0,5 və 0,5
olan müxtəlif ölçmə vasitələrindən istifadə etməklə bu hesabatın
buraxıla bilən mütləq xətasının hədlərini qiymətləndirməli.
155
Həlli 1. Dəqiqlik sinfi
olan ö
lçmə vasitəsi (ÖV) üçün:
və
- lə olduğundan
2. Dəqiqlik sinfi 0,5 olan ÖV üçün:
3. Dəqiqlik sinfi 0,5 olan ÖV üçün:
burada x= 50, onda
3.4. Ölçmə sisteminin xətalarının hesablanması
Ö
lçmə sistemləri müxtəlif növ fiziki kəmiyyətləri müxtəlif
ö
lçmə kanalları (ÖK) vasitəsi ilə qəbul etmə, emal etmə və saxlama
üçün nəzərdə tutulmuşdur. Buna görə də ölçmə sistemlərinin
xətalarının hesablanması, onun ayrı-ayrı ölçmə kanallarının
xətalarının qiymətləndirilməsinə gətirilir.
01
,
0
02
,
0
−
+
±
=
∆
=
1
x
x
d
c
x
son
δ
01
,
0
;
02
,
0
;
50
;
25
=
=
=
=
d
c
x
x
son
%
−
δ
A
008
,
0
01
,
0
25
1
25
50
01
,
0
02
,
0
±
=
⋅
−
+
±
=
∆
;
x
∆
±
=
δ
A
185
,
0
5
,
0
25
01
,
0
±
=
⋅
⋅
±
=
∆
;
N
x
∆
±
=
γ
A
25
,
0
05
,
0
50
01
,
0
±
=
⋅
⋅
±
=
∆
156
Şəkil 3.10 Ölçmə vasitəsinin işçi zonasının qiymətləndirilməsi
157
Cədvəl 3.3.
Xətaların hesablanması düsturları və ölçmə vasitələrinin dəqiqlik
siniflərinin işarə edilməsi
158
(3.6) düsturuna uyğun olaraq ölçmə sisteminin ölçmə
kanalının yekun nisbi xətası aşağıdakı kimi olur:
δ
ök
−
+
±
=
1
)
(
x
xh
x
bas
son
δ
δ
.
(3.10)
Burada,
x
- ö
lçülən kəmiyyətin cari qiyməti;
h
x
-
nisbi xətanın
kiçik olduğu kanalın ölçmə diapozonun verilmiş həddi;
δ
baş
,
δ
son
-
diapozon
un uyğun olaraq başlanğıcında və sonunda nisbi xətalarıdır.
Ö
lçmə sistemi, müxtəlif qəbuledici, çevirici və qeydedici
həlqələrin zənciri olduğundan,
δ
ök
-
nı təyin etmək üçün hər şeydən
əvvəl bu
m
həlqələrin xətalarının orta kvadratik sapmalarını (OKS)
σ
j
qiymətləndirmək lazımdır. Onda ölçmə kanallarının xətalarının
yekunlaşdırıcı orta kvadratik sapması:
σ
ök
∑
∑
=
=
+
=
m
i
m
i
i
1
1
2
σ
σ
i əlavə
(3.11)
olacaqdır.
Burada
σ
iəlavə
- n
təsiredici faktorlardan yaranan əlavə xətalar;
;
j
j
j
K
δ
σ
=
−
j
δ
buraxıla bilən əsas xətanın sərhəddi;
j
K -
xətaların,
verilmiş intervalda paylanma qanunu və inanma ehtimalı ilə
tapılmasına əsaslanan kvantil əmsaldır.
Misal 3.2.
Struktur sxemi şəkil 3.11.-də verilmiş güc ölçən
kanalın xətasını təyin edin. Burada CT və GT uyğun olaraq cərəyan
və gərginlik transformatorları, Çl
pl
, Çl
IU
-
güc və cərəyan çeviriciləri;
K-komutator, ARC-analoq
rəqəm çeviricisi-dir. Verilmiş ilkin
məlumatlar: cərəyan transformatorunun ölçmə başlanğıcındakı nisbi
xəta
1
=
CTb
δ
; sonunda-
%;
5
,
0
=
CTS
δ
gərginlik transformatorunun (GT)
nisbi xətası
%
5
,
0
=
gT
δ
; güçün
çevrilməsinin xətasının orta kvadratik
sapması beş hissədən ibarətdir: əsas xəta (1%); pulsasiyadan olan
159
xəta (0,2%); cos
ϕ
-
nin dəyişməsindən yaranan əlavə xətalar
(0,15%); qidalanma gərginliyinin dəyişməsindən yaranan xətalar
(0,1%); ətraf mühitin temperaturunun qərarsızlığından yaranan
xətalar (0,6); cos
ϕ
=0,85;
IU
δ =0,06% və ətraf mühitin
temperaturunun dəyişməsindən yaranan xətalar. 128 kanallı
komutatorun xətası üç hissədən ibarətdir: açıq açarın gərginliyinin
aşağı düşməsi (0,4%), açarla bağlanmış 127 kanalın hər birindən
cərəyan əksilməsi (0,13%) və aparan tezliyin pulsasiyası
(0,06%);
%,
2
,
0
=
sonARC
δ
%
3
,
0
=
kARC
δ
Şəkil 3.11 Gücü ölçmək üçün kanal
Həlli.
1.
Xətanın paylanması qanununun məlum olmadığını nəzərə
alaraq, onu bərabərölçülü qəbul edirik (k=1,73) və (3.11) düsturuna
gö
rə tapırıq
%
06
,
0
=
CTS
δ
və
%.
29
,
0
=
CTb
δ
2.
Cərəyan transformatoru üçün
%
5
,
0
=
CTS
δ
. Əvvəlki şərti qəbul
edərək,
%
29
,
0
=
=
CTS
CTb
δ
δ
.
3. Güc çeviricisi üçün
pI
pis
pib
δ
δ
δ
=
−
.
Onda
=
=
∑
=
n
i
i
pI
1
2
σ
σ
%
06
,
1
1
,
0
15
,
0
2
,
0
1
2
2
2
2
=
+
+
+
I=
I=
160
Burada ətraf temperaturun qərarsızlığından yaranan xəta nə-
zərə alınmamışdır. Çünki bu xəta çeviricinin Cl
tb
xətası ilə sərt kor-
relyasiya olunmuşdur. Çeviricinin xətası σ
Iö
=0,06%. Bu halda xəta-
ların
orta
kvadratik
sapması
cəbri
olaraq
toplanır
σ
ə
l
=
%
66
,
0
=
+
σ
σ
pI
və bu çeviricilərin cəmlənmiş xətalarında nə-
zərə alınır.
Çevirici başqa xətalara malik olmadığından onun ümumi xə-
tası:
σ
σ
σ
+
=
2
pI
ce
əl
%
3
,
1
66
,
0
06
,
1
=
+
=
təşkil edəcəkdir.
4. Komutator üçün 1-
ci bənddəki şərti qəbul etsək yaza bi-
lərik:
%
24
,
0
06
,
0
13
,
0
4
,
0
73
,
1
1
2
2
2
=
+
+
=
k
σ
.
Burada
ks
kb
k
σ
σ
σ
=
=
.
5. Analoq-
rəqəmli çeviricinin nisbi xətaları verilmişdir.
Onların paylanması qanununun bərabərölçülü olduğunu qəbul etsək,
alarıq:
;
13
,
0
73
,
1
2
,
0
=
=
ARCb
σ
%
17
,
0
73
,
1
3
,
0
=
=
ARCS
σ
.
6.
Diapozonun sonu üçün ö
lçmə kanalının orta kvadratik
sapmasının son qiyməti:
σ
öks
%,
37
,
1
13
,
0
24
,
0
30
,
1
29
,
0
06
,
0
2
2
2
2
2
=
+
+
+
+
=
diapozon
unun başlanğıcı üçün:
Iö
161
%
71
,
1
17
,
0
24
,
0
30
,
1
29
,
0
29
,
0
2
2
2
2
2
=
+
+
+
+
=
okb
σ
7.
İnanma ehtimalı üçün kvantil əmsalını
95
,
1
=
k
qəbul
edərək, ölçmə kanalının ölçmə diapozonunun başlanğıcı və sonu
üçün ala bilərik:
%
66
,
2
37
,
1
95
,
1
=
⋅
=
s
δ
və
%
32
,
3
71
,
1
95
,
1
=
⋅
=
b
δ
.
Onda (3.4) sırasına görə yuvarlaqlamanı nəzərə almaqla yaza
bilərik:
δ
ök
.
3
5
,
2
)
(
+
±
=
x
x
X
a
Xətanın bu hesabı qiymətini, ölçmə kanalının elementlərinin
köh
nəlməsini nəzərə alan ehtiyat əmsalına vurmaq lazımdır. Adətən
ö
lçmə kanalının baxılan həlqələri üçün köhnəlmə surəti il ərzində
0,1%-i keçmir.
3.5. Rəqəmli ölçmə vasitələrinin metroloji
xarakteristikaları
3.5.1. Ümumi müddəalar
Rəqəmli ölçmə vasitələri kimi (RÖV), göstəriciləri rəqəmlə he-
sablayan, yaxud ö
lçmə məlumatlarını rəqəmlərə çevirməni nəzərdə
tutan cihazlar başa düşülür: məsələn: rəqəmli ölçmə qurğuları (ci-
hazla
rı) (RÖQ) (RÖC); məlumat hesablama kompleksləri (MHK);
analoq-
rəqəm ölçmə çeviriciləri (ARÇ); rəqəmli analoq ölçmə çevi-
riciləri (RAÖ). Rəqəmli ölçmə vasitələrinin (RÖV) normalaşdırılan
metroloji
xarakteristikaları (NMX) onların təyinatından asılı olaraq
müəyyənləşdirilir. Əgər onlar ölçmə vasitələrinə aiddirlərsə, onda
162
əsas kimi müxtəlif metroloji standartlardan istifadə olunur
(
məsələn: ГОСТ 8.009-84, ГОСТ 8.401-80 və s). Əgər rəqəmli
ö
lçmə vasitələri (RÖV) avtomatlaşdırma vasitələri kimi istifadə
olunursa, onda digər standartlardan istifadə olunur.
Rəqəmli ölçmə vasitələrinin əksəriyyəti üçün ölçülən kəmiy-
yətin xətti çevirilməsi xarakterikdir, yəni rəqəmli ölçmə vasitəsinin
gö
stəricisi ölçülən kəmiyyətin ədədi qiymətinə, yaxud onun bu
qiymətdən sapan qiymətinə mütənasibdir.
Birbaşa, dolayısı ilə, yaxud, ümumi ölçmələr üçün birhədli,
çox
hədli və kombinə edilmiş rəqəmli ölçmə vasitələrini fərqləndirir-
lər.
Rəqəmli ölçmə vasitələrinin (RÖV) ümumiləşdirilmiş sxeminə
(şəkil 3.12.) giriş kəmiyyətinin analoq çeviricisi (AÇ), kvantlayıcı
(KV), çevirici (ÇK) və hesablama qurğusu (HQ) daxildir.
Sadələşdirmək üçün sxemdə (şəkil 3.12.) sinxronlaşdırma,
idarə etmə, yaddaş və digər bloklar və quruluşlar verilməmişdir.
Şəkil 3.12. Rəqəmli ölçmə vasitəsinin blok sxemi
Kvantlaşdırıcı giriş analoq siqnalı səviyyəyə (yaxud vaxta)
gö
rə kvantlaşdırmanı həyata keçirir. Ümumi halda rəqəmli ölçmə
vasitələri ölçülən kəmiyyət üzərində üç əməliyyat aparır - səviyyəyə
gö
rə kvantlaşdırma, vaxta görə diskretləşdirmə və kodlaşdırma.
Səviyyə görə kvantlaşdırmanın mahiyyəti ondan ibarətdir ki,
b
x
(aşağı qiymət) - dən
y
x
( yuxarı qiymət) - ə qədər olan diapozonda
siqnalın sonsuz sayda nöqtələri çıxış kodlarının son və hesabi
çoxluğuna uyğunlaşdırılır.
Vaxta gö
rə diskretləşdirmə ölçmənin dövrü (diskret), vaxtın
müəyyən momentlərində (məsələn: siklin generator ilə verilən
momentlərində) aparılması ilə xarakterizə olunur.
163
Giriş siqnalının verilməsi momenti ilə kodun alınması momenti
arasındakı vaxt intervalı, siklin müddəti (vaxtı) adlanır.
Rəqəmli ölçmə vasitəsinin (RÖV) işləmə prinsipi onun kvant-
laşdırıcısının işləmə prinsipi ilə müəyyənləşdirilir. Vaxt-impuls
rəqəmli ölçmə vasitəsi, vaxtın intervalı kvantlaşdırıcı-sına, tezlik-
impuls rəqəmli ölçmə vasitəsi tezlik kvantlaşdırıcı-sına, kod-impuls
rəqəmli ölçmə vasitəsi (yaxud dərəcəyə görə tarazlaşdırıcı) sabit
cərəyan, yaxud gərginlik kvantlaşdırıcısına malikdir. Bəzən kvant-
laşdırıcıların birləşməsinə (kombinasiyası-na) da rast gəlinir.
Ümumi halda rəqəmli ölçmə vasitəsinin hesablama qurğusunun
gö
stəricisi
qu
y
=
(3.12)
ifadəsi ilə yazılır.
Burada q, ö
lçülən kəmiyyətin vahidlərində kvantlaşdırma
addımıdır (kvant, pillə).
q
sabiti -
rəqəmli ölçmə vasitəsinin mühüm metroloji xa-
rak
teristikasıdır. Bu göstərici ölçülən kəmiyyətlə
x
çıxış kodu arasın-
da əlaqəni təyin edir və rəqəmli ölçmə vasitəsinin həssaslığını mü-
əyyənləşdirir
.
1
=
q
S
Bəzən
q
kəmiyyəti, kodun ən kiçik dərəcəsinin vahidinin
nominal qiyməti də adlandırılır. Adətən
m
k
q
10
=
.
Burada
,
2
;
1
=
k
yaxud 5; m-
istənilən tam ədəd (müsbət, yaxud
mənfi), yaxud sıfırdır.
Belə adlandırma onunla əlaqədardır ki, adətən
1
=
k
olduqda,
kvantlaşdırmanın nominal pilləsi
µ
=
q
olur. Burada
N
,
µ
çıxış
kodunun ən kiçik dərəcəsinin vahidinin qiymətidir. Məsələn:
2
=
k
olduqda kiçik onluq dərəcəsində, ölçmənin nəticəsini ifadə edən
ədəd, yalnız cüt ədədləri və sıfırı əks etdirir. Əgər 5
=
k
olarsa yalnız
164
0 və 5 əks etdirilir.
5
=
K
oldu
qda kvant kiçik dərəcənin vahidinin
qiymətindən 5 dəfə çoxdur
(
)
µ
5
=
q
.
İstənilən rəqəmli ölçmə vasitəsində müəyyən sayda onluq
dərəcələr nəzərdə tutulmuşdur. Bunlardan hər biri, 0-dan 9-a qədər
olan rəqəmlərə uyğun giriş siqnalının mümkün vəziyyətini reallaşdı-
rır. Onda hesablama qurğusunda (HQ) əks etdirilə bilən maksimal
ədəd
max
N
üç dərəcədə 999, d
ö
rd dərəcədə 9999 və s. təşkil edəcək-
dir. Əqrəbli ölçmə vasitələrinə oxşar olaraq
max
N
ədədini, rəqəmli
şkalanın uzunluğu adlandırırlar.
Kvantların sayı
1
,
=
k
N
q
olduqda
a
N
−
max
uyğun gəlir. Ümu-
mi halda
k
N
N
q
max
=
və
q
N
rəqəmli ölçmə vasitələrinin icazə
ver
mə (işləmə) qabiliyyəti adlanır. Bu parametr münasibət göstəricisi
adlanır, məsələn: 1:999.
max
N
kəmiyyəti rəqəmli ölçmə vasitələrinin
dərəcələnməsi ilə və böyük dərəcənin tam istifadə olunması ilə
müəyyənləşdirilir.
1
max
−
=
n
c
N
.
Burada c -
hesablama sisteminin əsası,
n
-
dərəcələrin sayıdır.
Məsələn:
10
=
c
və
4
=
n
olduqda
9999
1
10000
max
=
−
=
N
Ö
lçmə diapozonunun verilmiş yuxarı sərhədlərində
max
X
max
max
1
x
q
N
=
.
Rəqəmli ölçmə vasitələrinin ölçmə xətalarının analizində iki
reji
mə, statik və dinamik rejimə baxılır.
165
Dinamik rejimdə ölçmə xətası yalnız rəqəmli ölçmə
vasitələrinin (RÖV) xassələrindən asılı deyil. Burada eyni zamanda
ö
lçülən siqnalın xassələri də nəzərə alınmalıdır (məsələn: rəqəmli
ö
lçmə vasitəsinə verilən siqnalın
qir
X
dəyişməsinin tezlik spektri də
nəzərə alınmalıdır). Buna görə də rəqəmli ölçmə vasitəsinin dinamik
xassələrinin dinamik rejimdə ölçmə xətasına təsirini izah edərkən
dinamik xəta anlayışından istifadə edilmir və yalnız rəqəmli ölçmə
vasitəsinin özünün dinamik xarakteristikaları, məsələn onun keçid
xarakteristikasına baxılır.
Dostları ilə paylaş: |