Caracteristicile și Performanțele Traductoarelor

1.1 Caracteristici şi performanţe în regim staţionar

Caracteristicile funcţionale ale traductoarelor reflectă (în esenţă) modul în care se realizează relaţia de dependenţă intrare-ieşire (I-E).

Performanţele traductoarelor sunt indicatori care permit să se aprecieze măsura în care caracteristicile reale corespund cu cele ideale şi ce condiţii sunt necesare pentru o bună concordanţă între acestea.

Caracteristicile şi performanţele de regim staţionar se referă la situaţia în care mărimile de intrare şi de ieşire din traductor nu variază, adică parametrii purtători de informaţie specifici celor două mărimi sunt invarianţi.

Caracteristica statică a traductorului este reprezentată prin relaţia intrare – ieşire (I-E):

y = f(x) (1.1)

în care y şi x îndepli¬nesc cerinţele unei măsurări statice.

Relaţia (1.1) poate fi exprimată analitic sau poate fi dată grafic printr-o curbă tra¬sată cu perechile de valori (x , y).

Caracteristica y = f(x) redă dependenţa I-E sub forma ideală deoarece, în realitate, în timpul funcţionării traductorului, simultan cu mărimea de măsurat x, se exercită atât efectele mărimilor perturbatoare externe cât şi a celor interne care determină modificări nedorite ale caracteristicii statice ideale.

În afara acestor perturbaţii (nedorite), asupra traductorului intervin şi mărimile de reglaj, notate prin Aceste reglaje servesc la obţinerea unor caracteristici adecvate domeniului de variaţie al mărimii de măsurat în condiţii reale de funcţionare a traductorului. Ţinând seama de toate mărimile care pot condiţiona funcţionarea traductorului, acesta se poate reprezenta printr-o schemă funcţională restrânsă, ilustrată în figura 1.1.

Reglajele nu provoacă provoacă modificări nedorite ale caracteristicii statice ideale şi sunt necesare pentru:

- alegerea domeniului de măsurare;

- prescrierea sensibilităţii traductorului,

- calibrarea internă şi reglarea zeroului.

Fig. 1.1

- Mărimile perturbatoare externe 1 , 2 , 3 , , n cele mai importante sunt de natura unor factori de mediu: presiunea, umiditatea, temperatura , câmpuri electrice sau magnetice etc. Aceste perturbaţii (nedorite) pot acţiona atât asupra mărimii de măsurat, cât şi asupra elementelor constructive ale traductorului.

- Mărimile perturbatoare interne se datorează zgomotelor generate de rezistoare, de semiconductoare, frecări în lagăre, îmbătrânirea materialelor care-şi schimbă proprietăţile, variaţii ale parametrilor surselor de alimentare etc. Datorită mărimilor perturbatoare, traductorul va funcţiona după o relaţie de dependenţă (I-E) reală, descrisă de funcţia:

; (1.2)

Este important de observat că erorile sunt generate de variaţiile mărimilor perturbatoare şi nu de valorile lor absolute, care dacă ar rămâne constante ar putea fi luate în considerare ca atare în expresia caracteristicii.

Modul în care mărimile perturbatoare influenţează ieşirea , admiţând că variaţiile lor sunt mici, se pune în evidenţă prin dezvoltarea în serie Taylor a funcţiei (2.1) cu neglijarea termenilor corespunzători derivatelor de ordin superior. Se obţine:

(1.3)

Derivatele de ordinul I au semnificaţia unor sensibilităţi:

- este sensibilitatea utilă a traductorului

şi sunt sensibilităţi parazite

Cu cât sensibilitatea utilă va fi mai mare, iar sensibilităţile parazite vor fi mai mici, cu atât caracteristica reală a traductorului va fi mai apropiată de cea ideală (1.1)

Dacă sensibilităţile parazite au valori ridicate se impune introducerea unor dispozitive de compensare automată.

Prin concepţie (proiectare) şi construcţie, traductoarele se realizează astfel încât mărimile de influenţă (perturbatoare) să determine efecte minime si deci , să se poată considera valabilă caracteristică statică ideală y = f(x) în limitele unei erori tolerate.