27.Передача измерительных сигналов
Аналоговые сигналы, вырабатываемые измерительными приборами обычно необходимо преобразовать, прежде чем ввести их в компьютер. Сигнал в виде напряжения должен быть усилен так, чтобы соответствовал диапазону напряжений интерфейса. Иногда уровень напряжения датчика должен быть смещён, чтобы привести в соответствие минимальный уровень выхода датчика с минимальным напряжением интерфейса компьютера. Эта процедура называется согласованием сигналов. Сигнал, передаваемый от датчика, может подвергаться зашумлению под воздействием среды. Одно из возможных решений – это преобразовать аналоговый сигнал в последовательность импульсов, частота или продолжительность которых известным образом связана с уровнем исходного сигнала, а затем передавать этот преобразованный измерительный сигнал.
28. Характеристики датчиков
Датчик должен воспроизводить физическую величину максимально быстро и точно. Датчик выбирают исходя из надёжности и удобства обслуживания. Его точность стабильность и повторяемость результатов являются важнейшими факторами. Основой работы управляемого контроллера является входная информация, поэтому точность и надежность измерения – это необходимые условия качества. Большая часть характеристик датчика – статические параметры. Эти параметры не показывают, как быстро и точно датчик может измерить сигнал, изменяющийся с большой скоростью. Свойства, отражающие работу датчика в условиях изменяющихся входных воздействий, называются динамические характеристики. Идеальный датчик мгновенно реагирует на изменение измеряемой физической величины. На практике любому датчику необходимо некоторое время на отработку нового входного сигнала. Очевидно, что для адекватного отображения наблюдаемой величины время реакции датчика должно быть как можно меньше.
29. Погрешность и точность датчика
Точность определяет разницу между измеренной и действительной величиной. Она может быть отнесена к датчику в целом или к конкретному показанию. Разрешение – это наименьшее отклонение измеренной величины, которое может быть зафиксировано и отображено датчиком. Точность датчика зависит не только от его аппаратной части, но и от остальных элементов измерительного комплекса. Погрешность измерения определяется как разница между измеренной и действительной величинами. Т.к. действительная величина неизвестна, в произв. случае оценку точности можно сделать на основе эталонных измерений или углубленного анализа данных.
30. Динамические характеристики датчика
Динамические свойства датчика характеризуют рядом параметров, которые редко приводятся в технических описаниях производителей. Динамическую характеристику можно экспериментально получить, на реакцию на скачок измеряемой входной величины. Рис 1.17. Параметры описывают реакцию датчиков, дают представление о его скорости.
T0- время прохождения зоны нечувствительности.
Td – запаздывание
Tp – время достижения первого максимума
Тв – время установления выходного сигнала
Мр – перерегулирование.
В
принципе следует стремиться к минимизации
следующих параметров:
Время прохождения зоны нечувствительности – это время между началом изменения физической величины и моментом реакции датчика, т.е. моментом начала изменения выходного сигнала.
Запаздывание – время, через которое показания датчика 1й раз достигают 50%.
Время нарастания – это время за которое выходной сигнал увеличивается от 10 до 90% установившегося значения. Другое определение времени нарастания – это величина, обратная наклону кривой реакции датчика на скачок измеряемой величины в момент достижения 50% от установившегося значения. Малое время нарастания всегда указывает на быструю реакцию.
Время достижения 1го максимума, за которое достигается 1й максимум выходного сигнала (перерегулирование).
Время переходного процесса или время установления – это время, начиная с которого отклонение выхода датчика, от установившегося значения, становится меньше заданной величины (например +-5%).
Относительное перерегулирование – это разность между максимальными и установившимися значениями, отнесенными к установившимся значениям (в процентах).
Статическая ошибка – отклонение выходной величины датчика от истинного значения (может быть устранена калибровкой датчика).