Расчёт схемы телеизмерений параметров технологического процесса, страница 2

          Сигналы телеизмерения отличаются большей содержательностью. Они более подробно характеризуют состояние или изменение состояния объекта и дают количественную оценку состояния, отвечая на вопрос о величине измеряемого параметра. Телеизмеряемым параметром может быть температура среды, уровень жидкости, угол поворота и т. д. Значения этих параметров получаются с помощью датчиков устанавливаемых на объектах.

          Для управления на расстоянии все объекты и органы управления должны быть механизированы, а во многих случаях и автоматизированы.

          Системы телемеханики разделяются:

­     - по характеру расположения объектов в пространстве

     - по выполняемым функциям на:

     а) системы телеуправления-телесигнализации (ТУ-ТС)

б) системы телеизмерения (ТИ)

в) системы телерегулирования (ТР).

-  по типу использованных каналов связи на:

а) системы с электрическими проводными радиоканалами

б) системы с неэлектрическими каналами связи

-  по характеру передаваемых сообщений на:

а) системы для передачи непрерывных данных

б) системы для передачи дискретных данных

-  по виду сигналов передаваемых в линию связи

Сигналы для передачи непрерывных сообщений разделяют по виду модуляции в канале связи.

Сигналы телемеханики для передачи дискретных сообщений разделяют по способу кодирования и передачи сигналов. Кодирование используется для повышения помехоустойчивости и разделения различных дискретных сигналов передаваемых по общему каналу связи. Применяются коды с частотными, временными и комбинационными признаками. Во-первых, элементами комбинирования являются частоты заполнения, а во-вторых, временные позиции импульсов. В системах телемеханики применяются коды с двумя и большим числом признаков участвующих в комбинировании. Используются различные законы комбинирования.

Классификация систем телеизмерения производится также и по другим признакам, таким как способ передачи и приема сигналов, конфигурация и структура линий связи.

Непрерывные сообщения представляют собой непрерывные функции времени. Такие сообщения передаются в телеметрии, если изменяемый параметр может принимать в определенных пределах любое значение. К непрерывным сообщениям также относятся команды телеуправления, когда передаются команды в виде непрерывно изменяющихся величин.

Если непрерывное сообщение имеет ограниченный спектр частот, то оно всегда может быть передано своими значениями в отдельные моменты времени, т.е. оно может быть превращено в дискретное по времени сообщение.

 Процесс автоматического преобразования сообщения в сигнал происходит в передатчике, он включает в себя следующие операции: преобразование, кодирование, модуляцию. Эти операции могут выполняться как независимо, так и совместно.

Кодированием называется процесс преобразования дискретного сообщения в сигнал, образуемый путем комбинирования некоторых элементарных сигналов, например импульсов тока с различной амплитудой или частотой заполнения.

Под модуляцией понимается процесс изменения того или иного параметра переносчика информации.

Обычно применяют линейную модуляцию. При этом зависимость между величиной воздействия и величиной модулированного параметра выбирается линейной. Применяются как однократные, так и более сложные виды модуляции.

Процесс выделения первичной (модулирующей) функции из принятого сигнала называется демодуляцией или детектированием.

 Модуляция и демодуляция являются частными случаями преобразования сигнала. Модуляция позволяет переместить спектр первичного сигнала по оси частот. Многие виды модуляции позволяют также повысить помехоустойчивость передачи. 

2 РАСЧЁТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ СХЕМЫ

     2.1 Расчёт первичных параметров линии связи

     Рассчитаем индуктивность, без учета длинны линии:

                      (2.1.1)          

где   – расстояние между центрами проводов;

d = 1,15 (мм) – диаметр жилы провода;

*Рассчитаем индуктивность с учетом длины линии:

*                

                                                         (2.1.2)

где  l = 4,1(км)  - длина линии связи;

         Рассчитаем емкость без учета длины линии:

                               ,                  (2.1.3)

где - диэлектрическая проницаемость полихлорвинила.

      Рассчитаем емкость с учетом лини связи:

                                   (2.1.4)

  Рассчитаем сопротивление линии связи для медных проводов:

                            ,                      (2.1.5)                           

где =0,0175  - удельное сопротивление меди.

   ,   (2.1.6)

 где =0,0039 – температурный коэффициент;

Рассчитываем волновое сопротивление по формуле:

                                          ,                                             (2.1.7)

где   активная составляющая проводимости.

Таким образом,      

Рассчитаем выходное сопротивление по формуле:

                                                                                   (2.1.8)

                                                         (2.1.9)

     Рассчитаем входное сопротивление и коэффициент усиления по формуле:

                                                                            (2.1.10)

                                                                       (2.1.11)

     Используя данные формулы построим ЛАЧХ линии связи приведенную в Приложении А на рисунке А.1

Исходя из графика приведенного в Приложении А выбираем несущие частоты:

fн1=20 кГц;       fн2 = 45 кГц;

где   fн1 и fн2 – несущие частоты первого и второго генератора соответственно.

     2.2 Расчёт усилителей

     Схемной реализацией усилителей будет схема, приведенная на рисунке 2.2.1

Выбираем датчики -  терморезисторы типа ММТ 1 со следующими параметрами: