- величина, которую получают при измерении емкости с помощью измерительного йрнбора переменного тока и которая является функцией частоты.

Так как для полистироловых конденсаторов 2 < С (оо), то

I Сзф(о)) = С(оо)--Д(о)),

и можно считать, что Д((й) находится в интервале, который приближенно определяется границами ±0,03% для частот до 100 Гц. Для конденсаторов с большим коэффициентом абсорбции Д (со) является большей величиной.

Операционные потенциометры используются в АВМ для установки постоянных коэффициентов в решающих блоках. Выходное напряжение потенциометра при отключенной нагрузке связано с входным напряжением соотношением

евык = ез. (6-26)

где а - передаточный коэффициент.

Основными параметрами потенциометра, влияющими на точность установки коэффициента а, являются [10, 21]: электрическая и угловая разрещающие способности; нелинейность; паразитные распределённые параметры (емкости, индуктивности); стабильность введенного коэффициента, на которую влияет зависимость контактного сопротивления (переходного сопротивления) между движком и резистивным элементом от температуры, качества механической фиксации потенциометра, контактных электрических шумов; ТКС резистив-ного элемента.

Разрешающая способность (плавность регулирования) характеризует минимально достижимое изменение сопротивления путем сдвига контактной щетки в пределах зоны резистивного элемента, в которую не входят резистивные участки на концах элементов (концевые сопротивления резистора могут составлять от 0,1 до 2% полного сопротивления). Для проволочного потенциометра разрешающая способность определяется изменением сигнала при перемещении подвижного контакта на один виток

Bp = . 100% и i- 100%, . .

где /?з-сопротивление одного витка; г - полное сопротивление потенциометра; п - число витков резистивного элемента.

Разрешающая способность непроволочных (пленочных) потенциометров ограничена наличием дефектов в резистивном элементе, контактной щетке или подви>кной системе (загрязнение, выступы, впадины контактной поверхности, колебания контактного усилия, неоднородности резистивного элемента и рабочей поверхности контактной щетки, люфт приводной системы). Если в механизме привода не используется редукция, погрешность установки коэффициента с помощью однооборотного потенциометра бывает не меньше 0.2-0.3%:

Б =?.100%

где а и а* идеальное и реально устанавливаемые значения коэффициента.

Разрешающая способность проволочных многооборотных потенциометров существенно выше, чем непроволочных. Она обусловливает погрешность установки коэффициентов порядка 0,1%. При применении комбинации из двух резистивных элементов и трех скользящих контактов могут быть построены [10] потенциометры с разрешающей способностью 0,002%. -

Погрешность линейности представляет собой отклонение фактического сопротивления Гц от сопротивления (рис. 6.5, а) - фг(ф угол поворота оси потенциометра), отнесенное к полному сопротивлению п

100%.

К этой погрешности следует относиться с особым вниманием при анализе точности решающих блоков, в которых установка коэффициентов с помощью операционных потенциометров осуществляется по линейной градуированной шкале отсчетных лимбов, или при анализе точности потенциометрических следящих систем множительных и других нелинейных блоков.

Общая предельная абсолютная погрешность выходного сигнала при постоянном входном и при отключенной нагрузке

пост

3]/С[Д(а)]-ЬС[Д

нест

где D [Дд (а)] - дисперсия погрешности установки движка потенциометра из-за нелинейности; D [Дц., (а)] - дисперсия нестабильности установленного коэффициента; D [Др J - дисперсия погрешности установки, обусловленной разрешающей способностью; D [Д] - дисперсия погрешности из-за неодинаковых температурных коэффициентов плечей потенциометра.

Нестабильность проволочных потен-, циометров вызвана в основном замыканием подвижным контактом соседних витков, а коэффициент нестабильности

dr-Гг

(l-djr dr

: - 100%.

Рис. 6.5. Электрическая схема замещения потенциометра: а - полная; б - упрощенная.

Для потенциометров ПС-3 и ППМЛ-М коэффициент нестабильности за 1000 ч работы имеет порядок 0,1%. Для непроволочных потенциометров этот коэффициент примерно равен 0,5%.

Эквивалентная электрическая схема потенциометра, приемлемая в большом интервале частот входного сигнала, имеет вид, показанный на рис. 6.5, а. Здесь Li W Ц - индуктивности резисторных плеч потенциометра; Cf, Q - емкости, которые равны суммам емкостей резисторных плеч аг, (1 - а)г, емкостей между движком потенциометра и резистивными элементами, а также между клеммами потенциометра. Для рабочих частот сигналов АВМ целесообразно использовать схему 6.5, б. Допускаемая при этом погрешность достаточно мала как для проволочных, так и непроволочных потенциометров. Операторное выражение для установленного коэффициента (передаточная функция потенциометра)

l+0-a)rCiP

i + (i-a) r{Ci + cp-

При определенных значениях а, Q и Cg потенциометр может быть близок по частотным свойствам как к апериодическому, так и дифференцирующему звену. Можно выбрать такое сочетание величин а, Cj, Cj, чтобы емкости Q взаимно компенсировались и тогда потенциометр будет эквивалентен безынерционному звену.

Если величины емкостей Cj, в непроволочных потенциометрах невелики (менее 4 пФ), то в многооборотных потенциометрах они достигают боль-

ших размеров. На рие. 6.6, а, б показаны усредненные по различным экземплярам потенциометров значения емкостей Cj, Q при разных величинах коэффициента для проволочных потенциометров типа ПС-3 и ППЛМ-М. Разброс истинных значений вокруг средних невелик и находится в интервале ±15 пкФ.

С,пФ

360 320

во о

08 а

СпФ 280 ZtO 200

т т so

аг 04 06 08 а S

Рис. 6.6. Кривые зависимости емкости потенциометра (рис. 6.5) от положения его движка.

Операционные усилители. Основными параметрами операционного усилителя ОУ, существенно влияющими на точность выполнения математической операции решающим блоком, являются! конечный (неравный бесконечности) коэффициент усиления усилителя при разомкнутой обратной связи и при постоянном во времени напряжении входного сигнала - коэффициент усиления на нулевой частоте ; инерционность; смешение уровня выходного напряжения, вызываемое действием дрейфа нуля и шумами; конечное (неравное нулю) выходное сопротивление; неравное бесконечности входное сопротивление; нелинейные искажения. Структурная схема решающего блока с реальным операционным усилителем и источниками погрешности показана на рис. 6.7, где = ток дрейфа; 2д - входное сопротивление; ?gцx - выходное сопротивление последнего (выходного) каскада усилителя; вд - напряжение между потенциально-нулевой точкой и землей; е - приведенное ко входу усилителя смещение нуля (нулевого уровня) выходного сигнала усилителя; ОУ-идеализированный операционный усилитель, в котором отсутствуют дрейф, входное и выходное сопротивления равны соответственно бесконечности и нулю, а передаточная функция

Рис. 6.7. Структурная схема решающего усилителя с реальным операционным усилителем.

1 + 2 р 1=1