Преобразование погрешностей на передаточных функциях измерения и контроля

Abstract

В даний час вимірювання електричних і неелектричних величин виконується за допомогою каналів аналого-цифрового перетворення, які складаються зі схем аналогового кондиціонування сигналів і аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) електричних величин в цифровий код. Розглянуто випадок, коли визначальними похибками каналу вимірювання і контролю є систематичні похибки АЦП. Достовірність вимірювань оцінюється їх похибками, а достовірність контролю — ймовірністю вірного спрацьовування пристрою контролю. На думку авторів, оцінювання достовірності таких схожих процесів, як вимірювання і контроль, за допомогою різних критеріїв є нелогічним. Метою роботи є дослідження впливу систематичних похибок аналого-цифрового перетворювача на похибки контролю параметрів в залежності від виду функцій відповідності нормі і ширини вікна контролю, а також вибір роздільної здатності АЦП для різних завдань контролю. Виконано аналіз передавальних функцій вимірювання та контролю. Показано, що вони формуються за допомогою ступінчастих функцій. Запропоновано в якості передавальної функції контролю використовувати не ступінчасту функцію, а інші функції відповідності нормі, наприклад лінійну або функції більш високих порядків. При цьому результат контролю оцінюється не за критерієм імовірності вірного спрацьовування, а за допомогою похибки контролю. Проаналізовано з точки зору перетворення похибок лінійну, параболічну і степеневі параболічні функції відповідності нормі для різних розмірів вікон контролю. Надано рекомендації щодо вибору функцій відповідності нормі і роздільної здатності аналого-цифрового перетворювача для різних завдань контролю.

Currently, the measurement of electrical and non-electrical quantities is performed using analog-to-digital conversion channels, which consist of analog signal conditioning circuits and analog-to-digital converters (ADC) of electrical quantities into a digital code. The paper considers the case when the defining errors of the measurement and control channel are systematic errors of the ADC. The reliability of measurements is assessed by their errors, and the reliability of control - by the likelihood of correct operation of the control device. In our opinion, evaluating the reliability of such similar processes as measurement and control using different criteria seems illogical. The aim of the work is to study the effect of systematic errors of an analog-to-digital converter on the errors of parameter control depending on the type of conformity functions and the width of the control window, as well as the choice of the resolution of the ADC for various control tasks. The paper analyzes the transfer functions of measurement and control. It is shown that they are formed using step functions. It is proposed to use not a step function as a control transfer function, but other functions of conformity to the norm, for example, a linear function or functions of higher orders. In this case, the control result is assessed not according to the criterion of the probability of correct operation, but using the control error. Analyzed from the point of view of reconfiguring the errors of the line, parabolic and state parabolic functions of the norms for the development of changes windows in control. A recommendation has been given for the selection of functions for the conformity of standards and for the distribution of analog-to-digital conversions for industrial control enterprises.