double arrow

Характеристика измерительных преобразователей

Классификация измерительных преобразователей

Структурные схемы измерительных средств

Приборы работающие по методу непосредственной оценки измеряемая величина подвергается ряду последовательных преобразований в прямом направлении, в конечном счете измеряемая величина преобразуется в величину удобную для наблюдения регистрацию и запоминанию. Таким образом, структурная схема прибора метода непосредственной оценки выглядит следующим образом:

П1
П2
Пn
Пr


Схема состоит из каскадного (последовательного) соединения

Измерительные преобразователи могут служить электрические шунты, усилители, электромагнитные механизмы, цифровые преобразователи.

Различают преобразователи:

Первичный, к которому подводится измерительная величина, передающей для дистанционной передачи сигналы измерительной информации масштабные для изменения величины сигналов заданного число раз. Структурная схема прибора основана на методе сравнения. Схема выглядит следующим образом:

Сx
П1
П2
Пn
М
УУ
Пp
П1
X
XM


Измерительная величина X и величина воспроизводимая мера XM подаются на схему сравнения. Цепь прямого преобразования обеспечивает передачу измерительной информации к регистрирующему прибору, а цепь обратного преобразователя, которая включает в себя p’ устройства управления и мера «M» обеспечивает изменение значение величины “XM”.

Центральным звеном любого измерительного средства сравнения является измерительные преобразователь. Измерительным преобразователем называется средства измерения для выработки измерительной информации в форме удобной для передачи дальнейшей передачи и хранения, но не для непосредственного восприятия наблюдателя.

Преобразователи можно классифицировать по следующим признакам:

1) По видам входных и выходных сигналов: аналоговый вход, аналоговый выход; аналоговый вход, дискретный выход; дискретный вход, аналоговый вход; дискретный вход, дискретный выход.

2) По физической природе входных и выходных сигналов: электрический вход, электрический выход; неэлектрический вход, электрический вход; электрический вход, неэлектрический выход; неэлектрический вход, неэлектрический выход.

3) По принципу действия: механические, тепловые, акустические, электрические, магнитные, электромагнитные, оптические, ядерные и химические.

4) По виду преобразования энергии: генераторные, параметрические и радиационные.

Генераторные преобразователи– это преобразователи, в которых осуществляется непосредственное преобразование энергии одной природы в другую

Измерительный объект
  ИП    
При- бор


E – энергия

Если энергия от объекта не преобразуется непосредственно в энергию другого вида, а используются для изменения параметров электрических, механических и др. цепей, то преобразователь называется параметрическим.

Другими словами измерительный в преобразователь поступает два потока энергии; Энергия Е от объекта изменения, несущая полезной информации и Е0 от прибора не несущая полезной информации, но необходимая для извлечения информации заключенная в изменяемых параметрах. Что касается радиационных преобразователей, то здесь можно отметить следующие: не редко приходится изменять такие параметров объектов, у которых невозможно получить необходимую информацию. Например, координаты пространственного положения отдаленных объектов (корабли, самолеты) определяют внутреннею структуру материала и тому подобную; В этих условиях для осуществления процессов измерения объект нужно облучать энергией передаваемой от прибора. Возвращаемая объектами энергия, например, отраженная содержит в себе информацию об изменении параметров и воспринимается преобразователем, который называется радиационным.

При- бор
Измерительный объект
  ИП    
F
E0


Отметим, что отраженные от объекта энергия может восприниматься генераторным или параметрическим преобразователем, поэтому радиационные преобразователь является сложным и как правило содержит в своём составе генераторные и параметрические преобразователи.

Измерительный преобразователь осуществляет преобразование множества входных сигналов x(t) X во множество выходных y(t) , которые связаны таким уравнением:

y(t) =F[x(t)], где

F – это требуемая операция преобразования. Обычно под F понимают функцию или алгоритм преобразований. Входные и выходные сигналы могут быть скалярными, векторными, матрицами, физическими и геометрическими образами. Записанное соотношение функции от x(t) соответствует идеальному преобразователю. В реальном же преобразователе возникают погрешность обусловленные несовершенством своих сигналов, не точностью изготовления элемента преобразования, внутренних и внешних помех и т.д. Соответственно уравнение y = F(x,p,q…) не постоянство величины после сигнала x, и конечное время переходного процесса преобразователя приводят к появлению статических и динамических погрешностей. Итак основными характеристиками измерительного преобразователя являются статические и динамические характеристики, а также погрешность и надежность. В статическом режиме измерения записаны. Ранее зависимости представляли собой статические характеристики. Более удобной оценкой статического свойства преобразователя является чувствительность, которую можно записать так S = = = F’(x).

Если чувствительность постоянна, то преобразователь является линейным. Для описания линейной характеристики преобразователя достаточно иметь два параметра:

1) Начальное значение выходной величины, соответствующая нулевому значению входной величины

2) Показатель относительного наклона характеристики

y
x


Отметим, что чувствительность преобразователя это как правило наименованная величина с разнообразными единицами в зависимости от природы входной и выходной величин. Выбор функции преобразования, а следовательно и чувствительности для аналоговых преобразователей обеспечивается путём подбора элемента преобразования, в сочетании с которым получается требуемая зависимость. В случае с цифровыми преобразователями обеспечение требуемой зависимости достигается набором элементарных алгоритмов в динамическом режиме. Измерения свойства линейного преобразователя записываются.

1) Передаточными функциями

W(p) = , где p – оператор Лапласса

2) Переходные функции

h(t) = , где t – время

3) Комплексно частотные

W(w) = H(w)exp[ψ(t)], где H(w) –амплитуда частоты

Exp – фазовая частота


Сейчас читают про: