F = yanz — ywahr (3)
yanz - показатель измерительной характеристики (отображаемый).
ywahr - «правильный» / идеальный параметр, заданное значение измерительной характеристики (определяется с помощью чувствительного элемента, точность которого как минимум на 1 класс выше точности проверяемого датчика).
Сумма погрешности отображает, как показано на рисунке 14, абсолютную ошибку Fabs (единицы измерения как у измерительной характеристики). Относительно (правильного) измерительного параметра Ywahr, она становится относительной ошибкой (% от измерительной характеристики, англ.: of reading), относительно конечного параметра измерительного диапазона, она становится процентной ошибкой от конечного параметра (% от конечного параметра, англ.: of range).
Рисунок 14. Графические характеристики и кривая ошибок датчика. а. Фактическая и заданная характеристическая кривая; b. Кривая ошибки; у. Измерительный параметр; х. Выходной сигнал; Δх. Измерительный диапазон; F Ошибка (Погрешность)
Если исходить из желаемой линейной характеристики, то абсолютную погрешность Fabs можно разделить на три категории (рисунок 15).
- Смешение нулевой точки (Offset-ошибки) Fnu.
- Погрешность усиления (Gain-ошибка) Fst.
- Погрешность линейности Flin.
Рисунок 15. Разделение ошибки на сегменты. а. Смещение нуля; b. Погрешность шага; с. Отклонение от линейности; у. Измерительная Величина; х. Выходной сигнал; Δx. Диапазон измерений; F. Ошибка
Причины этих ошибок, прежде всего, кроются в:
- разбросе параметров при создании графической характеристики.
- температурном показателе графической характеристики и разбросе параметров при создании температурной характеристики.
При названных отклонениях речь идет исключительно о системных и детерминированных ошибках, которые, в отличие от случайных (стохастических) ошибок, полностью определяемы, предсказуемы и в принципе, подлежат корректировке, а также в большей или меньшей степени точно исправляются.
К неисправляемым, стохастическим ошибкам относятся, например:
- дрейф (низко- и высокочастотный шум).
- эффекты старения.
В спецификации датчика в техническом задании прописывается общая ошибка в нулевом состоянии и после старения с помощью схемы допусков (рисунок 16). Однако частично дополнительно специфицируют допустимые доли отдельных ошибок, таких как погрешность напряжения смещения, наклона т линейности.
Рисунок 16. Схема допусков датчика. Схема допусков отображена на примере температурного датчика сопротивления
Согласно строгой науке измерительных технологий считается, что при системных ошибках в качестве общей ошибки следует принимать сумму значений отдельных ошибок (можно суммировать в «worst case». При наличии стохастических ошибок статистическое суммирование позволяет рассчитать общую ошибку как корень из суммы квадратов отдельных ошибок. Поскольку статистическое сложение дает в результате меньшую общую ошибку, оно прежде всего применяется к систематическим ошибкам в менее строгом расчете:
Суммирование систематических ошибок
Суммирование стохаистических ошибок (статистическое сложение)
