Первичные измерительные преобразователи

Первичные измерительные преобразователи – это датчики технологических параметров.

Получение информации о состоянии объекта осуществляется с помощью датчиков, вырабатывающих сигнал, несущий измерительную информацию в форме удобной для использования АСУТП. Все датчики подчиняющиеся измерительному кодастру. Кодастр содержит свыше 2000 измерительных величин и охватывает все отрасли промышленности, включая и энергетику. Он объединяет физические величины, которые определяют состояние технологических объектов. К ним относятся величины пространства (перемещение, смещение), времени, механических величин (давление, упругости), электрические, магнитные, акустические и световые.

Измерительный преобразователь – это устройство предназначенное для выработки сигнала, обработки и хранения.

Преобразователь не доступен для пользователя, т.е. сигнал на выходе не индицируется.

Различают измерительные преобразователи с естественными выходом сигнала и унифицированным.

К естественным относятся:

1. термоэлектрические преобразователи;

2. термометры сопротивления;

3. дифференциально-транзисторные датчики.

Такие преобразователи применяются в локальных устройствах контроля и автоматизации.

Измерительные преобразователи с унифицированным выходом имеют на входе сигнал, предусмотренный кодастром, а на выходе должны быть сигналы постоянного тока 0-5 мА, 0-20 мА, или напряжение от 0 до 10 В, на переменном токе от 0 до 2 В; частота от 0 до 10 МГц или частота от 4 до 8 кГц.

Структуры измерительных систем

Название	Структура	Статистическая характеристика
Прямое однократное преобразования	К1 – коэффициент передачи или усиления преобразователя; δ1 – погрешность элемента.
Последовательное прямое преобразование
Дифференциальная	- элемент сравнения при суммировании
Схема с обратной связью или компенсационная схема	Сигнал обратной связи чаще всего отрицательный, но может быть и положительным

Цифроаналоговые преобразователи (цап)

ЦАП являются элементами аналогово-цифрового преобразователя. В ЦАП входным сигналом является цифровой ход в различных системах исчисления. Выходным является соответствующее значение аналоговой величины в виде например постоянного тока на некотором временном интервале. Комплексно связь между входной цифровой величиной N(t_i) и её аналога А(t_i) характеризует алгоритм преобразования.

Аналоговая величина определяется:

ΔA – аналоговый эквивалент единицы младшего разряда кода;

δА – погрешность преобразования.

Процесс цифро-аналогового преобразования состоит в суммировании эталонных значений напряжения, соответствующих разрядам входного кода.

Слагаемые берутся для разрядов, имеем единичное значение.

Выходное напряжение определяется:

U_э – эталонное напряжение;

В₁, В₂, …,В_n – коэффициент двоичных разрядов, принимающих нулевое или единичное значение.

ЭК – блок электронных ключей.

Источники питания для ЦАП является источник эталонного напряжения.

Погрешность ЦАП зависит от погрешности эталонного напряжения и от устойчивости характеристик эталонной матрицы.

Схема с двумя последовательными сопротивлениями (дорисовано) работает более устойчиво, т.к. умножается нагрузка на каждый элемент.