Charakterystyka częstotliwościowa

We wszystkich przypadkach, w których czas przeznaczony na wykonanie pomiaru nie jest nieograniczenie długi, dużego znaczenia nabiera charakterystyka częstotliwościowa układu pomiarowego. Stwierdzenie powyższe opiera się na fakcie, że każdą wielkość zmienną w czasie można przedstawić matematycznie jako wynik nałożenia się szeregu sinusoidalnych funkcji czasu o odpowiednich amplitudach, częstotliwościach i fazach (rozwinięcie Fouriera). Zachowanie się pewnego przyrządu można więc najłatwiej zanalizować badając jego reakcję na proste „sygnały" sinusoidalne o różnych częstotliwościach. Wyznaczenie tej reakcji pozwala z kolei na obliczenie skutku działania sygnału o dowolnym przebiegu czasowym (program uprawnienia budowlane na komputer).

Prostym przykładem ilustrującym powyższe rozważania jest waga sprężynowa. Przypuśćmy, że waga ta służy do mierzenia ciężaru zmieniającego się w czasie, np. strumienia łożysk kulkowych schodzących z taśmy montażowej. W chwili gdy łożysko wtacza się na szalkę wagi, następuje raptowny wzrost obciążenia, waga jednak wymaga skończonego czasu na wychylenie się. Jeżeli tłumienie nie jest dostateczne, waga musi wychylić się poza położenie równowagi i oscylować, zanim zatrzyma się na właściwej wartości. Opisane zjawiska wyznaczają granicę szybkości ważenia łożysk (program uprawnienia budowlane na ANDROID).

Waga poddana okresowo zmieniającemu się obciążeniu mogłaby w końcu dostosować swoje położenie do zmian obciążenia z tym jednak odstępstwem, że amplituda oscylacji wskazówki nie odpowiadałaby ściśle amplitudzie ohciążenia. Rozbieżności zmieniałyby się wraz ze zmianą częstotliwości obciążenia. Ponadto faza oscylacji wagi ulegałaby przesunięciu względem fazy zmiennego obciążenia, przy czym to przesunięcie fazowe byłoby również zależne od częstotliwości. W przypadku wagi niedotłumionej powyższe zjawiska nabierają szczególnej wyrazistości, gdy częstotliwość obciążenia wpada w rezonans z własną częstotliwością wagi. Maksimum rezonansowe można wyeliminować z charakterystyki wagi przez wprowadzenie dostatecznie dużego tłumienia (uprawnienia budowlane).

Kompensacja

Przy bardzo szybko zmieniającym się obciążeniu waga po prostu przestanie reagować w dostrzegalny sposób, ponieważ nie będzie mogła nadążyć za zmianami obciążenia. Każdy przyrząd, mechaniczny, elektryczny czy jakikolwiek inny, zastosowany do pomiaru wielkości zmieniających się w czasie wykazuje objawy opisanym powyżej ogólnym charakterze (program egzamin ustny). Teoretycznie, każdy przyrząd rejestruje funkcje czasowe z pewnymi zniekształceniami. Nieosiągalnym ideałem byłby miernik reagujący jednakowo na wszystkie częstotliwości od zera do nieskończoności i dający wynik ściśle proporcjonalny do wielkości mierzonej (a więc o charakterystyce liniowej), miernik, który nie wykazuje żadnego przesunięcia fazowego albo wprowadza przesunięcie proporcjonalne do częstotliwości (opinie o programie).

Żaden układ nie może być doskonały, można jednak skonstruować taki, który byłby wystarczająco dobry do danego celu. Jeżeli sygnał nie ulega zmianom nieskończenie szybkim, to jego rozwinięcie Fouriera zawiera niewiele składowych o wielkiej częstotliwości wykraczających poza określone pasmo. W konsekwencji, wyniki nic ulegną poważnemu zniekształceniu w przyrządzie, który tych wielkich częstotliwości nie przenosi, pod warunkiem jednak, że charakterystyka w zakresie mniejszych częstotliwości przebiega właściwie (segregator aktów prawnych).

Niekiedy istnieje możliwość wprowadzenia pewnego powiązania (najdogodniej poprzez obwód elektryczny), które ma charakterystykę wręcz przeciwną niż reszta układu. Niemal zawsze pociąga to za sobą ograniczenie nadmiernej czułości układu tak, żeby charakterystyka w zakresie takiej czułości upodobniła się możliwie ściśle do charakterystyki w zakresie małej czułości (promocja 3 w 1). Tak na przykład do powoli działającego termoelementu zastosowano prosty obwód oporowo-pojemnościowy i skrócono czas potrzebny do zareagowania przyrządu na zmiany temperatury z 60 do sekundy.