Как уже говорилось, во многих измерительных системах используются датчики, преобразующие неэлектрические сигналы в электрические, поскольку обработка и передача сигналов в электрической области сравнительно просты. Поэтому мы ограничим наше рассмотрение датчиками, которые отображают сигналы из различных физических областей на сигналы в электрической области, а также обратными преобразователями, которые переводят электрический сигнал в неэлектрическую величину. Датчики первой категории нужны на входе измерительной системы. Поэтому они называются входными или измерительными датчиками. Обратные преобразователи нужны на выходе измерительной системы для целей индикации и регистрации данных или для управления другими процессами. Поэтому их называют выходными датчиками или исполнительными механизмами.
К сожалению, не существует единой терминологии в мире датчиков. Их называют по разному: сенсор, чувствительный элемент, измерительный преобразователь (transducer, sensor, pick-up, gauge). Классификацию датчиков часто производят по той величине, которая измеряется с их помощью (датчик смещения, акселерометр, тензодатчик и т. д.), или по принципу действия (емкостной датчик смещения, пьезоэлектрический акселерометр, резистивный тензодатчик и т. д.). В параграфе 3.2 рассматривается ряд простых, но широко применяемых датчиков.
Одной из причин преобразования неэлектрических сигналов в электрические является большое разнообразие и гибкость методов обработки, предлагаемых современной электроникой. Обычно электронный измерительный сигнал или выходной сигнал датчика сам по себе не пригоден для непосредственной индикации, регистрации или управления машиной и поэтому должен быть сначала преобразован. Обработка сигнала может быть линейной, частотно-зависимой (фильтрация) или (квази-) частотно-независимой (усиление, ослабление). Возможно также выполнение нелинейных операций (выпрямление, определение среднеквадратичного значения, анало-го-цифровое преобразование и др.). Обработка сигнала может осуществляться многими способами; в параграфе 3.3 обсуждаются несколько самых распространенных методов.
Устройство, предназначенное для представления результатов измерения человеку-наблюдателю, мы назвали «устройством индикации» (дисплеем). Устройства индикации не обязательно должны быть аналоговыми (как, например, электронный луч, рисующий на экране осциллографа), они могут также быть цифровыми (например, алфавитно-цифровой дисплей или светящиеся элементы индикации). Как мы уже видели, устройства индикации рассчитаны на визуальное наблюдение и потому являются
электрооптическими преобразователями. Чтобы избежать больших ошибок считывания и интерпретации, аналоговые устройства индикации должны быть особенно хорошо согласованы с потребностями наблюдения. Эта проблема решается, в частности, путем применения гибридных устройств индикации. Например, в осциллографе тем же электронным лучом, который рисует форму сигнала, можно отобразить на экране такую информацию, как чувствительность, масштаб по оси времени и др. Важно осуществить сопряжение цифрового устройства индикации с наблюдателем, чтобы наблюдение не было утомительным и по этой причине не допускались промахи (нужно минимизировать блики, обеспечить высокую контрастность, использовать приятные цвета, четкие и разборчивые символы и т. д.). Обзор устройств индикации, обычно применяемых в приборах, приведен в параграфе 3.4.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.