Материал: 680

6

7

2. ТОЧНОСТЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И ЛИНЕЙНОСТЬ

Точность учитывает погрешности квантования, нелинейности вход-

ных цепей и формирователей, погрешности производственной настройки, шум и кратковременный дрейф параметров. Существуют две разновидности определения точности: абсолютная и относительная точность.

СВ АЦП абсолютная точность определяется тремя видами погрешностей: внутренне пр сущей преобразователям дискретной погрешностью (±½ единицы младшего разряда) или погрешностью квантования, аналоговой погрешностью, обусловленной низким качеством элементов схемы (она обыч-

Абсолютная точность – это отношение действительного выходного напряжен я преобразователя, соответствующего полной шкале,

к его расчетному выходному значению.

но определяется в де отношения полной погрешности в процентах ко всему суммарному входному сигналу), и апертурной погрешностью.

нейностиПогрешность или нелинейность можно определить

как макс мальное отклонение любой из этих дискретных точек от прямой л , проведенной через крайние точки характеристики преобразования. Эти крайние точки устанавливаются потребителем в

нение выходных цифровых кодов от прямой линии, проведенной через нуль и точку, соответствующую полной шкале.

чего диапазона датчика 600 и 1100ДºС, является идеальной линейной характеристикой преобразования.

Нелинейность преобразователя – это отклонение от прямой линии, проведенной через крайние точки характеристики преобразова-

ния для заданного диапазона работы.

Из графиков (рис.1, рис.2) видно, что максимальное отклонение характеристики датчика от идеальной прямой появляется в значении шкалы 850°С и составляет 0,309.

В нашем случае прямая, соединяющая две крайние точки рабо- И

Такое же значение подтверждают математические вычисления в программе Microsoft Excel (из значений идеальной линейной характеристики вычитаются значения НСХ датчика ТХА(К)).

Относительная погрешность – это разность между номинальным и действительным отношениями аналоговой величины, соответствующей заданному цифровому входному сигналу, к полной шкале, независимо от калибровки последней.

8

Максимальная относительная погрешность нелинейности (в %) в диапазоне температур от 600 до 1100 ºС, определяется по формуле

(1):

В нашем случаеАмаксимальная погрешность нелинейности составляет 1,53 %, что больше требуемойД(0,2%), поэтому необходимо провести линеаризацию для обеспечения заданного класса точности измерения температуры датчика ТХА(К).

И

9

3. РАЗРЕШАЮЩАЯ СПОСОБНОСТЬ АНАЛОГО-ЦИФРОВОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

Разрешающая способность преобразователя есть наименьший уровень входного аналогового сигнала (для АЦП), для которого вырабатывается выходной цифровой код, и наименьший входной цифровой код (для ЦАП), для которого образуется уровень выходного аналогового с гнала. На практике полезная разрешающая способность преобразователя часто оказывается меньше указанной, поскольку она огран ч вается из-за воздействия шума, температуры и

Согласно ГОСТА8.009 «Метрологические характеристики средств измерения» максимальнаяДпогрешность преобразователя не

должна превышать ±5 квантов (единиц младшего разряда), поэтому разрешающая способность аналого-цифрового преобразования будет равна:

N NП П 500 5 2500 единиц

где N – значение разрешающей способностиИаналого-цифрового преобразования; NП – полезное значение разрешающей способности; П – максимальная погрешность преобразователя (±5 квантов).

Таким образом, разрешающая способность аналого-цифрового преобразования должна быть не хуже 12 разрядов (212 = 4096 > 2500).

При необходимости линеаризации, на нее надо дополнительно 2 разряда, тогда значение разрешающей способности аналогоцифрового преобразования будет:

12 2 14 разрядов

Таким образом, разрешающая способность аналого-цифрового преобразования должна быть не менее 14 разрядов.

10