4.5 Системы сбора данных 291
угольный сигнал и регулируя переменный конденсатор небольшой емкости, включенный параллельно последовательному резистору пробника. Таким образом можно устранить влияние входной емкости осциллографа на коэффициент ослабления. Если фронт прямоугольного сигнала на экране ЭЛТ остается затянутым, то это означает, что частотная коррекция недостаточна. Когда коррекция избыточна, на фронтах появляются выбросы. Емкость конденсатора частотной коррекции следует установить такой, чтобы получить форму сигнала на экране ЭЛТ, наиболее близкую к прямоугольной.
Точность
Точность усилителей и аттенюаторов осциллографов бывает согласована с точностью ЭЛТ. Если учесть конечные размеры экрана, диаметр светового пятна (толщину рисуемой линии) и нелинейность отклоняющей системы, то более чем достаточной оказывается точность 1%. Общая погрешность осциллографа часто не превышает ±3%. Погрешность временной развертки также составляет около +3%. Измерение временного интервала можно выполнить немного точнее (±1%), используя задержку развертки.
4.5 Системы сбора данных
В настоящее время во многих измерительных системах применяются цифровые компьютеры. Причина этого заключается в том, что за последние годы цифровые компьютеры (в отличие от аналоговых) стали менее дорогими, более быстрыми, меньше по размерам и заметно более надежными. Кроме того, цифровой компьютер может сделать измерительную систему исключительно гибкой, поскольку его программное обеспечение легко изменяется пользователем. Все эти факторы сыграли свою роль в том, что во многих измерительных системах используются сегодня микро- и миникомпьютеры. Примеры могут быть самыми разнообразными: от полностью автоматизированного контроля качества продукции в промышленности и автоматического управления промышленными процессами до весьма сложных систем автоматизации в лаборатории. Во всех этих применениях главную роль играет не столько способность компьютера выполнять различные функции управления, сколько возможность выполнения с его помощью широкого спектра действий над информацией, получаемой в результате измерения. Примером может служить обработка измеренных данных с целью уменьшения шума и искажений, коррекции нелинейности и компенсации влияния помех, а также такого преобразования полученных при измерении данных, которое позволяет человеку легко их интерпретировать.
В общем случае всю систему, обеспечивающую регистрацию, обработку, отображение и распределение измерительной информации, называют системой сбора (и распределения) данных. В следующих разделах этой главы мы рассмотрим работу систем сбора данных в различных аспектах.
292 Электронные измерительные системы
4.5.1 Введение
Мы уже видели (в разделе 3.3.6), что фактически все измеряемые параметры и переменные макроскопических физических процессов в окружающем нас мире являются аналоговыми по своей природе. Поэтому мы принимаем в качестве определения, что аналоговый измерительный сигнал — это такой сигнал, величина (амплитуда) которого известна для каждого момента в пределах выделенного отрезка времени и может принимать любые значения в интервале между определенными нижним и верхним пределами. Таким образом, аналоговый сигнал является непрерывным как по времени, так и по величине.
Цифровые компьютеры не могут манипулировать с такими сигналами непосредственно; они могут обрабатывать и вырабатывать только цифровые сигналы. Чтобы переходить от аналоговых сигналов к цифровым (и обратно), нам необходимо выполнять процедуру, носящую название «преобразование сигнала». Частью такого преобразования является отображение непрерывного по времени сигнала в дискретный по времени сигнал. Дискретный по времени сигнал определен только в отдельных точках на оси времени. Такая дискретизация необходима потому, что компьютеры не могут осуществлять обработку данных непрерывно во времени, а могут иметь дело только с данными, относящимися к дискретным моментам времени. Дискретный по времени сигнал, полученный из аналогового сигнала путем (только) дискретизации по времени, называют «сигналом, представленным в виде выборочных значений». Такой сигнал легко получить с помощью электронной схемы взятия выборок.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.