ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ БІЛЕТ № 14 1.Метод заміщення та диференційний метод вимірювання. Структурні схеми та принципи роботи. Метод вимірювання – сукупність способів використання засобів вимірювальної техніки та принципу вимірювань для створення вимірювальної інформації. Диференційний (різницевий) метод. Метод вимірювання, за яким невелика різниця між вимірюваною величиною та вихідною величиною одноканальної міри вимірюється відповідним засобом вимірювання. Він реалізується шляхом подання на один вхід вимірювальної схеми порівняння (ВСП) величини X, що вимірюється, а на другий вхід через масштабний вимірювальний перетворювач одиниці ФВ N від міри М, однорідної з ФВ X, що вимірюється. На виході ВСП видається різниця
, де k – коефіцієнт перетворення масштабного перетворювача. Схема проведення такого порівняння показана на рис. 1.
Рис. 1. Структурна схема для здійснення диференційного методу вимірювання При проведенні вимірювань диференційним методом варіацією значень N або k домагаються, щоб
була невелика і виконувалася нерівність
<X. Значення сигналу на виході ВСП пропорційного
вимірюється показуючим приладом. Похибка диференційного порівняння визначається головним чином похибкою відтворення одиниці ФВ мірою N, похибкою коефіцієнта k масштабного перетворювача і похибкою приладу, що визначає
. У випадку, коли значення
<X, її визначення навіть низькоточным приладом буде вносити незначну частку в загальну похибку порівняння. Застосування масштабного перетворювача в ряді випадків необов’язкове. Зрівноважування можна здійснити, застосовуючи регульовану міру N або набір мір, сумарне значення ФВ у яких близьке до значення X. У останньому випадку точність порівняння підвищується, тому що на неї перестає впливати параметр масштабного перетворювача. Метод заміщення. Метод непрямого вимірювання з багаторазовим порівнянням до повного зрівноваження вихідних величин вимірювального перетворювача з почерговим перетворенням ним вимірюванної величини та вихідної величини регульованої міри. Цей метод відрізняється від раніше розглянутих тим, що порівняння шуканої величини X із мірою N роблять вимірювальним приладом, до входу якого в різний час по черзі підключають об’єкт вимірювання і міри. Метод іноді називають також методом різночасного порівняння. Його широко використовують при точних вимірюваннях. Для його реалізації необхідно мати вимірювальний показуючий прилад і набір мір, або регульовані міри, або масштабні ВП. Вимірювання методом заміщення проводять у два етапи з часовим інтервалом між ними. На першому етапі в момент часу t1 до вимірювального приладу підключають досліджуваний об’єкт і ФВ, що вимірюється. Елементи пам’яті приладу запам’ятовують значення ФВ, що вимірюється (або показання стрілочного приладу)
. На другому етапі вимірювань в момент часу t2, до приладу підключають регульовану міру або набір мір і зміною їхнього сумарного значення або зміною значення коефіцієнта k домагаються рівності їх сумарного дійсного значення значенню ФВ, що вимірюється. Момент рівності фіксується вимірювальним приладом, коли стрілка на його шкалі встановлюється на початкове показання
. У цьому випадку вважають, що X = N
k або X =
, а показання вимірювального приладу a1 , яке б воно не було за значенням, не беруть до уваги. Від вимірювального приладу порівняння, застосовуваного в цьому експерименті, потрібно наявність тільки короткочасної стабільності основних параметрів. Тому для проведення даного експерименту можна використовувати прилад із підвищеною чутливістю і цим понизити відлікову похибку. На основі описаних методів можуть створюватися різні комбіновані методи. Розглянуті методи використовуються частіше усього при проведенні метрологічних досліджень, а також при вимірюваннях за допомогою автоматичних ЗВ, у яких на основі вищеописаних методів створюється алгоритм роботи пристрою.