Входные преобразователи. Обработка сигнала, страница 21

Рис. 3.21. (а) Линеаризация характеристики V= V(B) с помощью резистора R_l (B) Изменение внутреннего сопротивления R_i источника эдс Холла V в зависимости от индукции В.

Измерительные приборы в электрических измерениях____________

пробников для осциллографов. Устройство для измерения постоянных токов в проводнике содержит охватывающий этот проводник ферромагнитное кольцо с двумя разрезами, в которые помещены элементы Холла (рис. 3.22). Выходные напряжения этих двух элементов суммируются, так чтобы устранить помехи от внешних магнитных полей. Эдс Холла, появляющиеся в результате действия внешней индукции В, равны по величине, но противоположны по знаку при условии, что чувствительность обоих элементов Холла равна. Поэтому описанный метод позволяет компенсировать любые эдс Холла, вызванные внешними мешающими полями.

3.3 Обработка  сигнала

Обычно сигнал, полученный в результате измерения, должен быть подвергнут некоторой обработке, прежде чем он станет удобным для наблюдения, регистрации или управления. Этот параграф посвящен некоторым методам обработки сигнала, часто применяемым в измерительной аппаратуре. Мы будем различать линейную обработку сигнала, такую как ослабление, усиление, компенсация и т. д., и нелинейную обработку сигнала, такую как определение пикового значения, среднего или среднеквадратического значения величины сигнала. Кроме того, мы рассмотрим также преобразование сигнала, например, взятие выборки, аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразование. Преобразование осуществляет отображение непрерывного по времени и амплитуде сигнала в сигнал дискретный по времени и/или амплитуде или наоборот. Сначала мы рассмотрим некоторые виды линейной обработки сигнала.

3.3.1 Аттенюаторы

Аттенюатор применяется в том случае, когда измеряемый сигнал слишком велик для непосредственного измерения. Эта операция не должна допускать искажения сигнала и связанной с этим потери измерительной информации.

3.3 Обработка сигнала    

Аттенюатор сдвигает входной динамический диапазон измерительной системы в сторону более высоких уровней сигнала. Аттенюатор можно реализовать в виде резисторной цепи (резистивный аттенюатор) за исключением случаев, когда приходится иметь дело с очень большими токами или высокими напряжениями и при этом рассеиваемая мощность становится слишком большой. В этом случае применяют индуктивный или емкостной аттенюаторы. Дополнительное требование, предъявляемое к таким аттенюаторам, работающим с большими токами и высокими напряжениями, состоит в том, что в этих измерительных устройствах должна осуществляться гальваническая развязка по отношению к объекту измерения (например, при выполнении измерений в высоковольтных силовых электрических кабелях). По этой причине наиболее распространенным видом индуктивных аттенюаторов являются трансформаторы. Теперь мы рассмотрим несколько типов ослабляющих цепей.

Входные  аттенюаторы

Часто измеряемый сигнал проще всего ослабить непосредственно на входе измерительного прибора с использованием его входного импеданса Z_іі  .Если, например, сигнал поступает от источника напряжения, то его можно ослабить с помощью последовательного импеданса Z_s , включенного последовательно с входным импедансом. Если источником сигнала является генератор тока, то между входами включается параллельный или шунтирующий импеданс Z_p. Согласно рис. 3.23 коэффициент передачи напряжения в схеме с последовательным импедансом равен

Измерительные приборы в электрических измерениях