Методика контроля и определение динамических характеристик измерительного канала

 

 

 

 

 

 

Усилитель типа MCI776.

Схема измерительного канала представленная на рисунке 5.2, создана с помощью программы Electronics Workbench.

Electronics Workbench — программа для моделирования электрических схем, созданная компанией National Instruments Electronics Workbench Group.

Рис. 5.2 - Электрическая схема модели измерительного канала

 

Необходимость тестового контроля связана с потребностью выполнить бездемонтажный контроль измерительных каналов, когда нет возможности доступа к линии связи, чтобы поверить метрологические характеристики.

В процессе эксплуатации линии связи, вследствие старения и нарушения изоляции, меняются параметры линии связи. Это может быть связано с климатическими условиями (намокание линии связи) или механическими повреждениями. Зная реальное и номинальное значение длительности переходного процесса, можно определить динамическую погрешность и ввести поправки в сигнал. С этой целью мы подаем на вход тестовые сигналы и снимаем с выхода зависимость длительности переходного процесса от изменения параметров линии связи.

Модель линии связи представляется в виде комплексного сопротивления Z, который состоит из активной составляющей R и реактивной составляющей С. Так как емкость, входящая в состав комплексного сопротивления, мгновенно заряжаться и разряжаться не может, в линии связи имеет место переходной процесс, который заканчивается в 5 τ .

Тестирование можно проводить двумя способами - при коммутации со стороны входа и со стороны выхода. В данном случае представлен вариант тестирования со стороны выхода.

При замыкании ключа, на осциллографе можно наблюдать переходные процессы, общий вид которых представлен на рисунке 5.3.

 

Рис. 5.3 - Переходные процессы в цепи измерительного канала

 

При более точном рассмотрении у каждого сигнала можно увидеть фронт и спад, вызванные задержкой.

Нарастание сигнала представлено на рисунке 5.4.

Рис. 5.4 - Нарастание сигнала переходного процесса

в цепи измерительного канала

 

Как видно из графика, время нарастания сигнала равно 1,1264 мс.

Спад сигнала представлен на рисунке 5.5.

 

Рис. 5.5 - Спад сигнала переходного процесса в цепи измерительного канала

Время спада сигнала равно 1,4156 мс.

 

Зададим пяти-процентное изменение сопротивления и емкости, которое допустимо в реальных условиях эксплуатации измерительных каналов. По одному проценту сделаем изменения в плюс и в минус от номинальных значений. Определим длительности переходного процесса, результаты занесем в табл. 5.2.

 

Таблица 5.2 - Зависимость длительности переходного процесса

от изменения параметров линии связи

 

СЛ, нФ	Время нарастания, мс	Время спада, мс
38	1,0752	1,4061
38,4	1,0779	1,4084
38,8	1,0817	1,4114
39,2	1,0939	1,4121
39,6	1,1114	1,4138
40	1,1263	1,4156
40,4	1,1283	1,4170
40,8	1,1334	1,4228
41,2	1,1353	1,4265
41,6	1,1381	1,4316
42	1,1403	1,4339

Rn, Ом	Время нарастания, мс	Время спада, мс
475	1,1683	1,4233
480	1,1605	1,4220
485	1,1571	1,4183
490	1,1420	1,4167
495	1,1406	1,4159
500	1,1264	1,4156
505	1,1111	1,4133
510	1,0839	1,4056
515	1,081	1,4035
520	1,0758	1,4128
525	1,0726	1,4101

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выводы: По результатам измерений можно определить влияние активной и реактивной составляющей на длительность переходного процесса.

При возрастании сопротивления, длительность переходного процесса уменьшается.

При возрастании емкости, длительность переходного процесса увеличивается.