СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ПРЕОБРАЗУЮЩИХ УСТРОЙСТВ
Будем сравнивать различные типы преобразователей по точности и быстродействию. Сначала рассмотрим точность работы аналоговых вычислительных устройств (преобразователей). Под точностью работы вычислительного устройства понимают степень приближения выработанной устройством математической величины к истинному ее значению. Погрешность в работе устройства возникает из-за отклонений действительных значений параметров вычислительного устройства от их расчетных значений, а также от погрешности ввода входных величин. Помимо этого, погрешность может возникнуть за счет ошибки воспроизведения, когда в целях упрощения механизма или цепи вычислительного устройства допускают некоторые отступления от точной формулы воспроизведения. На точность работы вычислительных устройств могут влиять также динамические процессы внутри устройства (инерционность, деформации от рабочей нагрузки, изменение температуры и влажности окружающей среды и т. п.). Погрешности вычислительных устройств принято классифицировать следующим образом: инструментальная ошибка, методическая и входная ошибки. Инструментальная ошибка обусловливается неточностью изготовления деталей, качеством сборки, силовыми и температурными деформациями, износом трущихся поверхностей. Инструментальная ошибка ограничивается пределами допусков размеров и формы деталей, а также пределами допусков зазоров при сборке. Ошибки, вызываемые деформацией деталей под влиянием рабочих нагрузок или изменений температуры, могут быть ограничены надлежащим расчетом и выбором материала деталей. Методическая ошибка возникает как результат отступления от точной формулы воспроизведения вычисляемой функции. В целях упрощения конструкции механизма вычислительного устройства нередко прибегают к замене точной формулы воспроизведения ее приближенным выражением. Ошибка в этом случае определяется как наибольшая разность между точным и приближенным значениями вычисляемой функции б заданных пределах работы устройства. Входная ошибка вызывается погрешностями ввода заданных аргументов в вычислительное устройство. Так, например, в электрических вычислительных механизмах входными величинами, исполняющими роль аргументов, часто являются напряжения источников. Нестабильность этих напряжений приводит к появлению входных ошибок вычислительных устройств. Допустим, что вычислительное устройство аналогового действия предназначено для вычисления функции у = f (х) по аргументу. Обозначим координату, определяющую положение ведущего или входного звена, через φ, а ведомого или выходного — через ψ. Для идеального вычислительного устройства, не имеющего никаких погрешностей, получим где ky и kx — масштабы моделирования функции и аргумента. Пусть положение ведомого звена идеального вычислительного устройства определяется уравнением (VI.209) в которое входят параметры q1, q2, ..., qn определяющие размеры, форму и расположение звеньев, и координата φ0 положения входного звена. Если вычислительное устройство имеет инструментальную и входную погрешности, то приведенное уравнение примет вид Разлагая в ряд Тейлора и отбрасывая все члены выше первого порядка, получим приближенное значение погрешности (VI.210)
Погрешность ∆y1 вычисляемой функции будет (VI.211) Индекс 0 означает что, дифференцирование относится к функции уравнения (VI.209) Если вычислительное устройство имеет к тому же методическую погрешность, то последняя суммируется с полученной выше. Допустим что вместо точной функции f (х). вычислительное устройство моделирует приближенную функцию f1(х). Тогда методическая погрешность определяется формулой (VI.212) Для линейных систем все частные погрешности можно суммировать алгебраически, и общая погрешность примет вид (VI.213) Приведенные формулы позволяют оценить общую погрешность вычислительного устройства. Цифровые значения общих погрешностей ряда аналоговых функциональных преобразователей (вычислителей) приведены в табл. VI.8. Предельные значения погрешностей в % для устройств воспроизведения сложных нелинейных функций приведены ниже.
Потенциометры: с перфорированными каркасами ......................................... ±1 с изогнутыми прямоугольными каркасами ….................... ±5 со ступенчатыми каркасами ................................................. ±2 Линейные потенциометры с шунтирующим резистором …. ±2 Диодные линейки ...................................................................... ±1 Следящие элементы с барабаном ............................................ ±2
Из приведенных данных видно, что общая точность аналоговых функциональных преобразователей относительно невелика и в среднем составляет 0,1—5%, что ограничивает их применение в высокоточных системах автоматического регулирования (станки с программным управлением, следящие системы радиолокационных станций и т. п.). Значительно большие точности функциональных преобразований можно получить, применяя цифровые вычислительные устройства.
Характеристики точности и быстродействия ЦВУ преобразователей аналог-код, код-аналог и УЦВМ приведены в табл. VI.9 и VI. 10.
Популярное: Почему человек чувствует себя несчастным?: Для начала определим, что такое несчастье. Несчастьем мы будем считать психологическое состояние... Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (455)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |