Цифровые методы измерения

Согласно определению цифровым сигналом называется сигнал, который одновременно дискретизирован и по уровню и по времени. В принципе, согласно этому определению цифровыми методами и способами обработки (преобразования) сигналов можно считать все методы и способы, в которых сигналы представлены в такой форме или приводятся к таковой в результате их выполнения.

Таким образом, к цифровым методам обработки сигналов можно отнести любые из них, если сигналы представлены цифровым (двоичным) кодом.

К цифровым методам измерения можно отнести методы преобразования сигналов представленных частотным или широтно-импульсным сигналом в цифровой (двоичный) код.

В последнее время все чаще при передаче сигнала используют импульсные формы его представления. При этом, как правило, удается добиться более высокой помехозащищенности каналов передачи информации, обойтись достаточно простыми и не дорогостоящими средствами сопряжения канала передачи сигнала (в том числе, например от датчика) с цифровым микропроцессорным ядром системы. Соответственно, и методы оценки значений сигнала, его обработки при этом ориентируются на такую форму его представления.

Но использование импульсного представления сигнала и соответствующих алгоритмов оценки его выборок (измерения) по-настоящему эффективно только тогда, когда сигнал в такой форме мы получаем уже сразу с датчика без использования дополнительных средств преобразования. Именно поэтому, в последнее время получили и находят все более широкое распространение датчики с частотным или широтно-импульсным выходным сигналом.

Часто дает существенный эффект по аппаратным затратам при построении и измерительного канала и системы сопряжения канала с микропроцессорным ядром использование промежуточного преобразования исходного сигнала в импульсную форму, если исходный сигнал представлен в аналоговой форме, т.е. при использовании "обычных" первичных датчиков с выходом по уровню.

Если значение сигнала представлено частотным или широтно-импульсным сигналом то его оценка (преобразование в код) будет проводиться без использования элементов аналоговой техники, сложных АЦП, а порой и чисто программно, а сводиться все методы оценки будут к измерению частоты импульсов или длительности импульсной посылки.

В целом можно сделать вывод, что все более широкое использование при создании систем управления цифровой микропроцессорной техники определит все большее вытеснение датчиков с выходом по уровню датчиками, выходной сигнал которых представлен частотным или широтно-импульсным сигналом. Безусловно, полного вытеснения не произойдет, как сначала в силу привычки использования «старых» датчиков, так и из-за того, что всегда будут "оставаться у дел" простые аналоговые измерительные устройства.