ільника напруги розраховується за формулою Найквіста:
; (5.3)
де - постійна Больцмана, яка дорівнює;
- температура в Кельвінах (для нормальних умов 293 К);
-Максимальне опір з опорів дільника;
- діапазон частот, який дорівнює в нашому випадку 1 МГц.
Звідси
аддитивностью похибка, викликану через шумів дільника напруги, можна розрахувати за формулою (5.4):
(5.4)
Залежно від номінального вхідного напруги адитивні похибки будуть рівні:
Шуми підсилювачів носять систематичний і випадкових характер. Систематичну складову похибки підсилювача AD9 можна прибрати регулюванням опору, а випадкову можна розрахувати за формулою Найквіста:
;
де - постійна Больцмана, яка дорівнює;
- температура в Кельвінах (для нормальних умов 293 К);
- вхідний опір операційного підсилювача;
- діапазон частот, який дорівнює в нашому випадку 1 МГц.
Враховуючи все вище наведені дані, значення похибки, розраховане за формулою (5.4.1):
(5.4.1)
де - мінімальне значення номінального вхідного напруги, яка може бути на вході операційного підсилювача (Uвх хв=0,1 В), R - вхідний опір операційного підсилювача.
Звідси
Аддитивна похибка, викликана шумами підсилювача AD1, AD2:
;
Похибка від напруги зсуву операційного підсилювача буде розраховуватися для кожного ОУ AD1, AD2 за формулою:
; (5.5)
де - дрейф нуля операційного підсилювача (), UвхОУ - значення номінального вхідного напруги, яка може бути на вході підсилювача.
Адитивні похибки зсуву дрейфу нуля по напрузі:
Для підсилювача AD1:
Для підсилювача AD2:
Похибка від дрейфу вхідних струмів операційного підсилювача буде розраховуватися для кожного ОУ в каналі вимірювання напруги за формулою:
; (5.6)
де; , - Мінімальне значення номінального вхідного напруги, яка може бути на вході підсилювача (Uвх хв=0,1 В).
Можна проаналізувати похибка перетворювача середніх значень напруги.
Операційні підсилювачі типу AD8655 мають граничну похибка 0,0007% (див. Додаток).
5.3 Розрахунок сумарної похибки
Так як впливають на похибку факторів досить багато, то похибки будуть розподілятися по нормальному закону з довірчою ймовірністю.
У такому випадку сумарна мультиплікативна і адитивна похибка розраховується за формулою:
; (5.7)
Сумарна похибка каналу розраховується за формулою:
; (5.8)
Враховуючи вищенаведені розрахунки, сумарна мультиплікативна похибка за формулою (5.7) буде такою:
Враховуючи вищенаведені розрахунки, сумарна адитивна похибка за формулою (5.7) буде такою:
Сумарна похибка вимірювального каналу розрахована за формулою (5.8) буде такою:
ВИСНОВОК
У даному курсовому проекті була розроблена система вимірювань. В результаті виконання роботи була спроектована структурна схема, за якою реалізовувалася функціональна і принципова схема системи. Був проведений розрахунок кожного блоку, підібрана елементна база, а також виконаний аналіз похибок (п. 5).
При виконанні даного проекту були освоєні методики розрахунку вхідного дільника, підсилювачів, перетворювача імпедансу і т.д.
У процесі створення системи був вивчений відповідний теоретичний матеріал, розглянута необхідна нормативно - технічна документація.
У результаті наведених розрахунків приходимо до висновку, що завдання, поставлені перед розробником в технічному завданні були виконані, оскільки розроблена система задовольняє заданим технічним вимогам.
ЛІТЕРАТУРА
Орнатський П. П. Автоматичні вимірювальні прилади, К, «Вища школа», 1989
Е. Г. Бішард, Є. А. Кисельова, Г. П. Лебедєв та ін., Аналогові електровимірювальні прилади: Учеб. Посібник для вузів за спец. «Информ.-вимір. техніка », М .: Вища. ЩК., 1991
Орнатський П. П., Гапченко Л. М. Транзисторні мікроамперміллівольтметр для підвищених частот. СБ «Автоматика та приладобудування», 1965 №2
Туз Ю. М. та інших. «Ціфрофой мілівольтметр змінного струму» Праці конференції по цифровому вимірювальним приладам, НТО Прилад пром. 1969
Туз Ю. М., Серпилін К. А., Гапченко Л. М. Мілівольтметри ефектівность значень. «Вимірювальна техніка»...
