Порог чувствительности измерительной системы. Чувствительность к форме сигнала. Пределы измерений, динамический диапазон, страница 26

Большим достоинством такого преобразования в электрический сигнал является тот факт, что оно дает нам возможность в дальнейшем обрабатывать информацию с помощью электроники, а это совсем не дорогой и гибкий способ обработки. Например, в таком виде информацию легко передавать на большие расстояния при минимальном мешающем действии окружающей среды. Передавая измерительную информацию, мы можем осуществлять измерения на расстоянии (это называют телеметрией). Особенно полезно это для измерений в недоступных местах или в агрессивной среде, например, под водой (в океанографии), в атмосфере (в метеорологии) или при измерении большого числа объектов, которые разнесены далеко друг от друга (например, измерения в пищевой или нефтяной промышленности).

Иногда передача информации осуществляется другими, неэлектрическими средствами. В некоторых отраслях обрабатывающей промышленности, где имеют дело с воспламеняющимися веществами, для передачи информации применяют пневматическую телеметрию. Данные измерений в этом случае передаются по тонким трубкам посредством давления газа.

Если телеметрический канал оборван (или в нем произошло короткое замыкание), то в некоторых случаях внезапное появление нуля на выходе может быть опасным, когда известно, что измеряемая величина заведомо не равна нулю. По этой причине часто определенное значение тока или напряжения покоя принимают за нулевое значение, называя его «живым нулем». Когда «живой нуль» нарушается, неполадки обнаруживаются и активизируется механизм, обеспечивающий безопасность при возникновении неполадок, чтобы вернуться к безопасным условиям работы.

В телеметрической системе измерительная информация не обязательно бывает представлена в виде величины электрического потенциала или тока. Иногда, чтобы сделать систему менее чувствительной к возмущениям, информацию помещают в частоту сигнала или в длительность импульсов, следующих с постоянной частотой, или даже передают ее в цифровом виде. Эти методы передачи обладают большой помехоустойчивостью и лучше защищены от шумов.

Как правило, электрический сигнал на выходе датчика не пригоден для того, чтобы быть непосредственно представленным наблюдателю. Часто бывает необходимо сначала подвергнуть его обработке того или иного вида (усилению, фильтрации, коррекции нелинейности датчика и др.).

После такой обработки сигнал может быть представлен наблюдателю. Мы можем показать результат человеку-наблюдателю или управлять посредством результирующего выходного сигнала механическим наблюдателем (автоматом). Выходной сигнал можно также временно сохранить в памяти и воспользоваться им позднее. В этом случае говорят о регистрации результата измерения.

Не во всякой измерительной системе имеются все шесть подсистем, указанных на         рис. 2.67. Подсистемы не обязательно должны следовать в том порядке, как указано в нашем примере. Часто, например, какая-то обработка сигнала производится до его передачи.

Иногда различные подсистемы могут быть объединены в один измерительный прибор, но могут быть также реализованы порознь, как отдельные устройства. Магнитофон, например, является лишь регистрирующим прибором, тогда как перьевой самописец служит как для регистрации результа измерения, так и в качестве устройства индикации.

Ниже рассматриваются подсистемы, на которые мы разбили измерительную систему общего вида.

Датчики

В начале главы 2 мы определили (измерительный) сигнал как энергетическое физическое явление, несущее информацию. Предполагается, что такой сигнал относится к соответствующей области физики или к ее определенному разделу. Например, механический, тепловой, электрический и магнитный сигналы принадлежат каждый к своей собственной соответственной физической области. Чтобы обеспечить перенос из одной физической области в другую (см. главу 1), должна существовать возможность отображать сигналы из одной физической области на сигналы из другой области. Такое отображение осуществляют «преобразователи», которые способны энергетическое физическое явление одного рода (из одной области) преобразовывать в явление другого рода (в другой области). При преобразовании должна сохраняться информация, содержащаяся в исходном энергетическом явлении. Такие сохраняющие информацию энергетические преобразователи называют измерительными датчиками.