Порог чувствительности измерительной системы. Чувствительность к форме сигнала. Пределы измерений, динамический диапазон, страница 29

Данные регистрируются для того, чтобы они были доступны позднее, например, для представления наблюдателю в более удобное время. К регистрации часто прибегают в тех случаях, когда собирается большое число результатов измерений и нужно облегчить производимый вслед за этим анализ полученных результатов. Возьмем, например, «черный ящик», имеющийся на каждом самолете; записанные в нем данные считываются всегда позже, когда возникает интерес к выполненным ранее измерениям (после того, как произойдет авария). Другим поводом для регистрации данных служит желание предотвратить необходимость повторения измерений (в частности, когда опыты крайне дороги, например, эксперименты по столкновению частиц). Для того, чтобы облегчить интерпретацию результатов измерений, часто осуществляют графическую запись. Примерами таких записей являются х - t и x - у диаграммы, а также графики в полярных координатах. При таком способе регистрации результатов измерений раскрываются их структура и соотношение между ними, благодаря чему интерпретация упрощается. Например, электрическая активность сердца регистрируется в виде электрокардиограмм, то есть в форме графиков в координатах    х – t. В таком графике специалисту легко распознать характерные зубцы или возможные нарушения. Данные можно регистрировать в аналоговом или цифровом виде; например, графическая запись осуществляется самописцем, возможна магнитная запись на ленту. Средства регистрации данных измерений мы рассмотрим позднее в параграфе 3.5.

Управление, обратная связь

Бывает так, что результат измерения не регистрируется и не воспроизводится средством индикации, а непосредственно используется для управления каким-то процессом. Целью управления процессом является такое регулирование, при котором выходной продукт соответствует определенным требованиям. Измеряются один или большее число параметров процесса, и регулирование осуществляется таким образом, чтобы уменьшить различие между измеряемыми величинами и заданными наперед значениями. Если управление основано на измерении такого параметра процесса, на котором не отражается результирующее изменение характеристик процесса, то считается, что регулирование процесса осуществляется по принципу автоматического управления «вперед» (разомкнутая система управления). Однако в том случае, когда управление базируется на измерениях, результаты которых зависят от предшествующих управляющих воздействий, возникает замкнутый контур (который в отдельных случаях, в принципе, может приводить к неустойчивости). Этот последний метод управления процессом носит название управления с обратной связью.


3


Измерительные приборы в электрических измерениях


3.1 Введение


Продолжая обсуждение общих вопросов измерения физических величин, рассмотренных в предыдущей главе, теперь мы сфокусируем свое внимание на измерительных приборах (системах и подсистемах, а также компонентах), часто используемых в электрических измерениях. Характер этих устройств зависит от цели, которую мы хотим достичь путем измерения.

Перечень возможных целей:

Исследование. Задачей проведения исследования является расширение нашего понимания различного рода природных и искусственных физических состояний и явлений. Поэтому при исследовании окружающей среды измерительные системы обычно должны быть способны измерять в широком диапазоне с прекрасной линейностью и хорошей динамической характеристикой.

Измерение расходуемых величин. Измерения расхода выполняются, прежде всего, для количественного определения и регистрации полученной или поглощенной величины. Возьмем, к примеру, электрический счетчик (измеритель кВтч), имеющийся в каждом доме, или электронные весы в магазине. Наиболее важным аспектом для такого рода применений является точность измерения, поскольку потребитель должен правильно расплатиться за полученное количество. Поэтому регулярная калибровка оборудования часто является требованием закона

Безопасность. Часто измерения предпринимаются для обеспечения безопасности людей и окружающей среды, например, измерения уровня радиации или концентрации токсичных веществ, скажем, в питьевой воде Для этих систем безопасности решающим является фактор надежности; система всегда должна функционировать в соответствии с ее техническими характеристиками. Если, тем не менее, произойдет авария, это не должно приводить к опасным ситуациям; система должна быть надежной.

Калибровка. Здесь целью измерения является определение, соответствует ли продукция определенным требованиям Это требует регулярной калибровки пределов