Одной из основных задач, которую приходится решать при
проектировании нового СИ, является задача обеспечения заданных метрологических
характеристик, и в частности погрешностей аналоговых измерительных приборов
(АИП). Погрешность АИП состоит из многих составляющих с различными
характеристиками. Для того чтобы улучшить какие-то характеристики АИП
необходимо иметь избыточность по другим характеристикам СИ.
На практике для улучшения точностных характеристик СИ
чаще всего используется избыточность его по чувствительности, быстродействию и
энергообмену с объектом измерения. В общем виде погрешность СИ, приведенную
к выходу, можно записать в виде
(2.1),
где
- соответственно реальная и номинальные характеристики
преобразования СИ, а
(∙) - параметры характеристики преобразования; t—время; ξ - влияющие факторы; η -
ненормативные параметры сигнала х.
В нелинейном средстве измерения обычно
выделяют три составляющие погрешности - нелинейности ∆Н(х), аддитивную ∆А и
мультипликативную ∆М. В
этом случае значение
погрешности СИ, приведенное
к выходу, можно записать
(2.2)
Каждая из составляющих погрешностей в общем случае
должна рассматриваться как случайный процесс с определенными характеристиками,
которые и определяют эффективность применения различных способов уменьшения
погрешностей в АИП.
Классифицировать способы уменьшения погрешностей можно
по различным признакам, например по использованию информации о процессах и
погрешностях они могут быть разделены на следующие группы: а) способы с
использованием информации о сигналах; б) способы с использованием информации о
погрешностях; в) способы инвариантные к свойствам сигналов и погрешностей.
В свою очередь, конкретные способы эффективны для
уменьшения определенных составляющих общей погрешности СИ. В АИП наибольшее
применение нашли структурные методы уменьшения погрешностей. В основе этих
способов лежит принцип инвариантности (многоканальности). Под инвариантностью
понимают компенсацию возмущений, т. е. достижение полной или частичной
независимости выходного сигнала СИ от дестабилизирующего фактора. В таких СИ
помимо основного канала преобразования создается второй канал передачи
информации. Выходная величина СИ образуется в результате вычитания
соответствующих величин основного ОК и вспомогательного ВК каналов (рис. 2.1).
Для такого СИ можно записать
(2.3)
где 
- операторная запись значений выходного сигнала в основном и
вспомогательном каналах; 
- передаточные
коэффициенты каналов по информативному сигналу; 
- передаточные
коэффициенты по дестабилизирующему фактору;
- операторная запись
входного и дестабилизирующего сигналов. Выходной сигнал такого СИ
(2.4)
Рис. 2.1.
При равенстве
передаточных коэффициентов по дестабилизирующему сигналу обоих каналов 
получим
, (2.5)
т.е. дестабилизирующий фактор влиять на СИ не будет. Подобный прием используется, например, в дифференциальных преобразователях и электромеханических механизмах с астатированием. Для уменьшения погрешностей аналоговых СИ применяются способы стабизации реальной характеристики преобразования, компенсации и коррекции погрешностей, фильтрации процесса погрешностей и помех. Также широко применяются способы конструктивно-технологической группы. Рассмотрим основные характеристики указанных способов.