2.3. Структура измерительных устройств гсп

Получение информации о состоянии ТОУ обеспечивается в ГСП с помощью разнообразных устройств, которые предназначены для выработки сигнала, несущего измерительную информацию в форме, доступной для непосредственного восприятия оператором, а также в форме, пригодной для использования в САУ и АСУ. Все измерительные устройства в ГСП по виду вырабатываемой ими информации делятся на измерительные приборы и измерительные преобразователи (датчики) (рис.2.2).

К измерительным приборам относятся устройства, предназначенные для выработки измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия оператором.

Измерительные преобразователи (ИП) – это устройства, предназначенные для выработки измерительной информации в форме, удобной для передачи, преобразования, обработки и хранения сигнала в САУ и АСУ, не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.

Различают ИП с естественным и унифицированным выходными сигналами. Измерительные преобразователи с естественными выходными сигналами – устройства, в которых осуществляется первичное (обычно однократное) преобразование измеряемой физической величины. Несмотря на большое разнообразие измеряемых величин, виды естественных выходных сигналов в ГСП удается ограничить десятью. К ИП с естественным представлением информации относится большая группа устройств – термоэлектрические преобразователи, термометры сопротивления, тензорезисторы, дифференциально – трансформаторные датчики и др. Такие ИП применяются в локальных устройствах контроля и автоматизации либо при централизованном контроле и управлении сравнительно простыми объектами.

ИП с унифицированными выходными сигналами имеют на выходе сигналы, предусмотренные соответствующими стандартами; в большинстве случаев в системах управления и автоматизации применяются унифицированные сигналы, приведенные на рис.2.2. Для преобразования естественных сигналов в унифицированные в ГСП предусмотрены нормирующие (вторичные) преобразователи.

по виду вырабатыва емой информации

визуализация сигнала По выходному сигналу, используемому в САУ, АСУ

Рис. 2.2. Структура измерительных устройств ГСП

3. Измерительные приборы как средства автоматизации и управления

Как отмечалось ранее, все измеряемые величины можно подразделить на две большие группы: электрические и неэлектрические. Причем в большинстве случаев измерение неэлектрических параметров производится методами измерения электрических величин. Данное положение объясняется двумя обстоятельствами: во-первых, большое количество неэлектрических физических величин другими методами измерений сложно, а зачастую и невозможно измерить с необходимой точностью; во-вторых, средства измерения и автоматизации применяются в системах управления, в которых переработка информации связана с преобразованием и обработкой только электрических сигналов. В этой связи основной изучаемый класс приборов – электроизмерительные. В подавляющем количестве измерительных приборов, используемых как средства автоматизации технологических процессов, измерение различных по физической природе технологических параметров сводится к электрическим измерениям с применением соответствующих методов.

Методы измерения: 1) непосредственной оценки; 2) сравнения: дифференциальный, нулевой, замещения, противопоставления, совпадения.

1. При методе непосредственной оценки значение измеряемой величины определяется по отсчетному устройству. На использовании этого метода основаны все показывающие приборы (стрелочные, с цифровой индикацией). Измеряемая величина сравнивается с единицей измерения путем градуировки прибора по образцовым средствам измерений (в машиностроении они в 3–5 раз точнее рабочих средств измерений).

2. При методе сравнения измеряемая величина определяется на основе сравнения воздействия измеряемой величины с воздействием меры.

Дифференциальный метод заключается в том, что прибором оценивается разность между измеряемой величиной А_х и образцовой мерой А_о, т.е. .

Этот метод позволяет получить результаты измерений с высокой точностью даже при применении сравнительно неточных приборов. На использовании этого метода основана работа измерительных мостов постоянного и переменного тока.

Частным случаем дифференциального метода является нулевой метод, который заключается в том, что результирующий эффект воздействия измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводится до нуля. Пример: потенциометр постоянного тока, магазин образцовых сопротивлений и т.д. Метод замещения – разновидность дифференциального и нуль-метода. Измеряемая величина сравнивается с мерой разновременно (измерение емкости, сопротивления).

Метод противопоставления. Суть: имеются два источника энергии и происходит компенсация двух ЭДС или напряжений.

Метод совпадений – мерой является шкала или период времени (периодический сигнал). Метод применяется для измерения частоты.