Нестационарный режим

Режим работы средства измерений, при котором хотя бы один из параметров выходного процесса меняется с течением времени, называется нестационарным. Так в приведенном вы­ше примере выход на стационарный режим работы пикового детектора осуществлялся в течение некоторого времени, по­ка конденсатор подзаряжался до установившегося среднего значения напряжения на его обкладках. Все это время пико­вый детектор работал в нестационарном режиме.

Анализ нестационарного режима работы линейных средств измерений может производиться классическим, операторным или спектральным методом.

Пример 43. Исследовать режим работы измерительного преобразо­вателя в виде последовательного колебательного контура с резонансной частотой и о, показанного на рис. 81, при подаче на него напряжения

2. Решение уравнения динамики операторным методом. В оператор­ной форме уравнение динамики имеет вид:

Для перехода от изображения отклика к оригиналу воспользуемся теоремой разложения и представим полученную дробь в виде суммы двух простейших

Эта функция описывает нестационарный режим работы измеритель­ного преобразователя, показанный на рис. 82. С течением времени он переходит в стационарный режим гармоничного колебания с амплитудой U_m и частотой w₀. Скорость нарастания амплитуды в нестационарном режиме

постепенно уменьшается от максимального значения U_m d в начальный момент времени до нуля. Выход на стационарный режим считается за­конченным после того, как амплитуда достигнет значения, отличающего­ся от U_m не более чем на 5 %. Записав это условие в виде

Коэффициент затухания d связан с шириной резонансной характе­ристики контура на уровне 0,707 (шириной полосы пропускания) соот­ношением

т. е. чем шире полоса пропускания контура, тем короче нестационарный режим, тем менее искажается отклик по сравнению с входным воздейст­вием.

Нестационарный режим работы средства измерений не всегда переходит в стационарный. Если параметры входного воздействия меняются во времени, средство измерений может постоянно работать в нестационарном режиме.