Неопределенность измерений с использованием АЦП для медленно протекающих процессов

Abstract

Развитие цифровой техники с одной стороны и внедрение европейских стандартов по испытаниям с другой стороны обуславливают необходимость оценки неопределенности измерительных каналов информационно-измерительных систем. В статье рассмотрены основные типы аналогово-цифровых преобразователей и составляющие неопределенности, возникающие при преобразовании измерительных сигналов из аналогового вида в цифровой код. На примере микроконтроллера ATmega164 определены виды погрешностей, которые вносят существенный вклад в бюджет неопределенности при преобразованиях измерительных сигналов поступающих от первичных преобразователей контролирующих медленно протекающие процессы. Основываясь на составляющих неопределенности описанных в технической документации на микроконтроллер, составлен бюджет неопределенности аналого-цифрового преобразования. Приведен порядок расчета суммарной, стандартной и расширенной неопределенности АЦП с учетом коэффициента охвата.

The development of digital technology on the one hand and the introduction of European standards of tests on the other hand necessitate estimating uncertainty of measuring channels of information-measuring systems. The article describes the main types of analog-to-digital converters. The definition quantitate error, differential nonlinearity, offset voltage, the multiplicative error monotony conversion characteristics, aperture errors occur when converting the measurement signals from an analog signal to a digital code. A brief description of the metrological characteristics of the ATmega164 microcontroller and his example defines the types of errors that contribute significantly to the uncertainty budget under the transformations of the measurement signals coming from primary converters controlling slow flowing processes. The analysis of technical documentation ATmega164 microcontroller and components defined transformations uncertainty. According to the PM X 33.1405-2005 recommendations for evaluation of uncertainty in carrying out metrological works composed uncertainty budget. The formulas for calculating the standard uncertainty assessment. The order of calculation of the total uncertainty and the extended analog-to-digital conversion, taking into account the coverage ratio.