Измерительные преобразователи

В работе излагаются основы формализованного описания измерительных процедур (гл. 1), погрешностей результатов измерения и характеристик погрешностей (гл. 2), описаны типовые аналоговые измерительные преобразования, аналого-цифровые преобразования к типовые числовые измерительные преобразования (гл. 3...5), методы повышения точности и обеспечения помехоустойчивости измерений (гл. 6 .,?•} и, наконец, методы нормирования погрешностей и принципы обеспечения единства измерений (гл. 9...II),

Развитие методологии измерений величин на основе включения в измерительную цепь программируемой вычислительной мощности (процессора) влечет за собой, как уже указывалось, бурное развитие алгоритмического обеспечения, т. е. существенный рост многообразия вариантов построения измерительных процедур. Это требует систематизации сведений об их особенностях, возможностях и путях реализации. При этом следует иметь в виду, что измерительные преобразования выполняются как в аналоговой, так и в числовой форме. При реализации измерительной процедуры их связывает операция аналого-цифрового преобразования. Наличие в измерительной цепи обратной связи процессор — аналоговый преобразователь обеспечивается цифро-аналоговым преобразованием.

и числовые измерительные преобразования, а масштабирование заключает измерительную процедуру.

т. е. числовые измерительные преобразования представляются последовательностью элементарных числовых измерительных преобразований, выполнение каждого из которых сопровождается в общем случае округлением полученного результата из-за ограниченности разрядности процессора. Элементарное числовое измерительное преобразование представляется так:

всегдг. целесообразно, поскольку определение коэффициента выполняется априорно, что позволяет повысить точность и сокр.а~ тить время, затрачиваемое на числовые и измерительные преобразования.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

В этой главе рассматриваются наиболее общие (типовые) измерительные аналоговые преобразования: унификация сигналов — носителей информации, т. е. приведение их к виду и значению, удобному для выполнения основной измерительной операции -— аналого-цифрового преобразования; коммутация — сопряжение многоканального входа с одноканальной измерительной цепью (мультиплексирование); функциональные преобразования, лежащие в основе косвенных, совокупных и совместных измерений; наконец, так называемые масштабно-временные преобразования, охватывающие вспомогательные операции, обеспечивающие периодизацию, сдвиг во времени, изменение длительности при сохранении формы и т. д.

В информационно-измерительной технике при реализации аналоговых измерительных преобразований часто приходится осуществлять электрические соединения между двумя и более точками измерительной схемы с nejbio вызвать необходимый переходный процесс, рассеять запа:енную реактивным элементом энергию (например, разрядить конденсатор), подключить источник питания измерительной цепи, включить ячейку аналоговой памяти, взять выборку непрерывного процесса при дискретизации и т. д. Кроме того, многие измерительные средства осуществляют измерительные преобразования последовательно над большим числом электрических величин, распределенных в пространстве. Для реализации сказанного используются измерительные коммутаторы и измерительные ключи.

В данной главе приведены некоторые оценки методических погрешностей, сопровождающих наиболее простые числовые измерительные преобразования. Необходимо отметить, что более точные результаты в этих случаях, а также оценки для более сложных алгоритмов могут быть получены на основе имитационного моделирования.

Близкие к формулам (5.33) соотношения реализуются при фильтрации, в статистических измерениях, при интегрировании и т. д. В общем виде назовем такие измерительные преобразования, реализуемые в числовой форме, преобразованиями массивов, так как коэффициенты и исходные измерительные данные заносятся в постоянное и оперативное запоминающие устройства (ПЗУ и ОЗУ) и хранятся там в виде массивов чисел.

Глава третья. АНАЛОГОВЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ

В приборе прямого действия предусмотрено одно или несколько преобразований величин в одном направлении, т. е. без применения обратной связи. Преобразования величин осуществляют измерительные преобразователи, выраба-

Измерительные преобразователи и схемы измерений неэлектрических величин чрезвычайно разнообразны по устройству и принципу действия, их выбор определяется характером и количественным значением измеряемой неэлектрической величины.

28. Утляков Г.Н. Процессы самовозбуждения в бесконтактном электромашинном преобразователе // Измерительные преобразователи и информационные технологии: Межвуз. науч. сб. Уфа: Гилем, 1996.-С.218-223.

Измерением называют операцию сравнения измеряемой физической величины с величиной такого же рода, принятой за единицу. Измерения невозможны без соответствующих технических средств. К средствам измерений, в частности, относятся: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи.

Измерительный преобразователь (в рассмотренном примере — поплавок и реостат с подвижным контактом) воспринимает измеряемую величину и изменение ее преобразует в изменение сопротивления и тока в цепях катушек логометра. В связи с теми функциями, которые выполняют измерительные преобразователи, их еще называют чувствительными элементами или датчиками.

3. Почему индуктивные измерительные преобразователи не используются в работе на постоянном токе?

§ 15.2. Электромеханические измерительные преобразователи

Электромеханические измерительные преобразователи (измерительные механизмы) используют в аналоговых приборах, которые одну или несколько непрерывных электрических величин преобразуют в механическое Перемещение указателя по известной функции преобразования.

§ 15.3. Электрические измерительные преобразователи

Электрические измерительные преобразователи предназначены для преобразования одной электрической величины в другую, более удобную для измерения. Устройства этого типа могут использоваться самостоятельно или являться частью прибора.

§ 15.2. Электромеханические измерительные преобразователи..... 180