Рис. 1.2. Условное изображение
прибора
Статической характеристикой прибора (см. рис. 1.2) называется зависимость выходной, величины у от входной величины x в установившемся режиме работы (т.е. когда x и у не меняются во времени: (x= const, у = const), выраженная таблично, графически или аналитически.
Статическую характеристику получают следующим образом (см. табл. 1.3):
а);В результате получают таблицу значений x и у (табличное выражение статической характеристики прибора). Используя данные таблицы, строят статическую характеристику в виде графической зависимости (см. рис. 1.3, в) у = f(x) (графическое выражение статической характеристики прибора). Функция f(x) представляет собой аналитическое выражение статической характеристики.
Для приборов наилучшей является линейная статическая характеристика у = kx + а, где а - постоянная, k - передаточный коэффициент, причём среди линейных статических характеристик более предпочтительны характеристики, для которых а = 0, т.е. у = kx.
Самой желательной статической характеристикой прибора является y = х, получаемая при коэффициенте передачи к = 1. В этом случае искомое значение физической величины отсчитывают непосредственно по шкале прибора.
 |
 |
 |
| а- изменение входного сигнала x в ходе экспериментального определения статической характеристики; | б- изменение выходного сигнала у в ходе экспериментального определения статической характеристики; | в - полученная статическая характеристика у = f(x) (выраженная графически) |
Рис. 1.3. Экспериментальное определение статической характеристики прибора
Примеры линейных и нелинейных статических характеристик приборов представлены на рис. 1.4.
Чувствительность S прибора представляет собой предел отношения приращения выходного сигнала к приращению входного сигнала, т. е.
Рис. 1.4.Примеры статических характеристик приборов:
а - нелинейная статическая характеристика; б- линейная статическая характеристика y = kx + a; в - линейная статическая характеристика y = kx
Чувствительность прибора численно равна тангенсу угла наклона касательной к графику, представляющему статическую характеристику, т.е. S= tgа (рис. 1.4). В случае линейной статической характеристики чувствительность прибора постоянна и численно равна передаточному коэффициенту k
Чувствительность является мерой, при помощи которой сравнивают приборы для измерения одинаковых физических величин (чем выше чувствительность, тем прибор лучше).
Порог чувствительности прибора Ах - это минимальное изменение входного сигнала,
которое может быть зарегистрировано (обнаружено, замечено) с помощью прибора без
применения дополнительных технических средств.
Для приборов часто характерен гистерезис - магнитный, электрический,
механический, когда значения выходного сигнала y при одних и тех же значениях
входного сигнала x не совпадают при прямом и обратном ходе. В этом случае
статическая характеристика прибора имеет вид так называемой петли гистерезиса
(см. рис. 1.5).
Рис. 1.5. Статическая характеристика прибора при наличии гистерезиса
Причинами гистерезиса обычно являются трение в деталях прибора; люфты (зазоры) между деталями прибора.
Гистерезис является причиной существования порога чувствительности прибора и, как следствие, возникновения вариации показаний прибора. Гистерезис понижает точность измерений, поэтому желательно свести его к минимуму.
Цена деления прибора С - разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.
Перегрузочная способность - способность прибора в определённое время выдерживать нагрузки, превышающие допустимые.
Быстродействие прибора В - время, затрачиваемое на одно измерение. Для
аналоговых приборов - время установления показания, для цифровых - отношение
числа измерений n к промежутку времени Δt, за которое эти измерения произведены;
Для цифровых приборов В= 1 ... 104 изм./сек.
Время установления показаний (время успокоения) - время, за которое амплитуда колебания подвижной части прибора станет меньше абсолютной погрешности прибора.
Надёжность - способность прибора сохранять эксплуатационные параметры в течение
заданного времени.