интервала допустимых отклонений в измерениях, по результатам которых производится принятие или отбраковывайте.
— Управление процессом. В промышленности, например, целью многих измерений является получение информации о состоянии данного процесса. Тогда на основе этих измерений может быть проведена коррекция Если по результатам измерений параметры измеряемого процесса варьируются, то измерительная система является частью петли обратной связи. Решающей здесь становится динамическая характеристика измерительной системы, поскольку она будет влиять на стабильность или нестабильность системы текущего контроля.
Обычно в измерительной системе измеряемая физическая величина при первой возможности преобразуется в электрический сигнал. Это делается постольку, поскольку электрический сигнал легко можно преобразовать почти в любую желаемую форму. Разнообразие имеющихся электронных операций позволяет нам быстро и недорого реализовать необходимую обработку сигнала.
У быстрого развития электронной обработки сигналов имеется несколько причин. Прежде всего, с помощью электронных схем очень легко реализуется усиление сигнала. В процессе усиления увеличивается мощность сигнала без существенной потери информации. Поэтому, используя электронное оборудование, можно получить высокую чувствительность. Например, фотоумножитель позволяет легко достигать коэффициента усиления тока равного 106 — 108.
Во-вторых, использование электроники дает возможность проводить измерения с минимальным воздействием на объект измерения. Например, мощность, отбираемая из жидкости при измерении рН электрометрическим усилителем, менее 10-15 Вт.
К тому же, электронные схемы бесшумны, поскольку не имеют движущихся частей, свободны от износа и им присуще относительно низкое потребление энергии.
Вероятно, одним из наиболее значительных достоинств электронных схем является скорость, с которой они могут обрабатывать быстро протекающее явление, что связано с отсутствием движущихся частей, обладающих инерцией. Могут быть обнаружены даже события, происходящие в течение 100 пс. Частотный диапазон электронных схем может простираться выше 10 ГГц.
Кроме того, электронная обработка сигнала обладает значительной гибкостью; почти без ограничений можно реализовывать многочисленные функции и комбинировать их для создания более сложных функций. Измерительная информация легко передается на большие расстояния (телеметрия) в широкой полосе частот и с очень низкой чувствительностью к помехам.
Однако электронные приборы имеют все-таки свои недостатки: невозможна обработка сигналов большой мощности (для этого нужны гидравлические сигналы), надежность аппаратуры часто ниже требуемой и, наконец, она крайне чувствительна к таким внешним воздействиям, как температура, влажность, радиация и т. д.
В дальнейшем при рассмотрении измерительных преобразователей мы
ограничимся датчиками, преобразующими неэлектрическую физическую величину в электрическую величину (входные преобразователи) и наоборот, преобразователями, осуществляющими преобразование электрической величины в неэлектрическую физическую величину (выходные преобразователи). Начнем мы с входных преобразователей, а выходными преобразователями займемся в параграфе 3.4.
3.2 Входные преобразователи
Перед обсуждением принципов преобразования, часто используемых для измерения обычных физических величин, таких как перемещение, скорость, температура, магнитная индукция и т. д., мы сначала рассмотрим несколько методов, объединяющих преобразователи (датчики) с частными принципами преобразования в один единственный составной преобразователь. Эти «композитные методы» используются для уменьшения или даже полного исключения некоторых ограничений, связанных с отдельными преобразователями.
Широко распространен метод комбинирования преобразователей, при котором два идентичных преобразователя используются в балансной конфигурации (см. рис. 3.1 (а)). Если оба преобразователя Т и T ' имеют одну и ту же передаточную характеристику у' = f(x'), то выход у балансной схемы имеет вид:
y = f(x) – f(-x).
Здесь f(x) может быть нелинейной передаточной функцией, которую мы хотим линеаризовать.
Предположим, что функцию f(х) можно представить рядом Тейлора в следующем виде:
f(x) = a0+alx + a2x2 + …
Используя полученное выше уравнение для балансной схемы, получаем:
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.