Основные термины и определения. В настоящее время неотъемлемой частью любой технической системы являются измерительные преобразователи

Введение

В настоящее время неотъемлемой частью любой технической системы являются измерительные преобразователи. По терминологии Оксфордского университета под измерительным преобразователем понимается прибор или устройство, которое значению входной физической величины электрической или неэлектрической природы ставит в однозначное соответствие значение выходной величины.

Выделяют два класса измерительных преобразователей:

§ маломощные (информационные);

§ силовые (исполнительные устройства).

Обобщенная структура системы управления может быть представлена в виде:

На рис. 1.1 приняты следующие обозначения:

Д— датчик;

ИП_i— измерительный преобразователь i = 1 ¸ 2;

БСС_i — блок согласования сигнала i = 1 ¸ 4;

ЛС_i — линия связи i = 1 ¸ 2;

И — индикатор;

Р — регулятор;

ИУ — исполнительное устройство;

н у — начальные условия.

Измеряемая величина — подлежащая измерению физическая величина неэлектрической (ускорение, сила, перемещение, расход, влажность и т.д.) или электрической (напряжение, ток, мощность, частота) природы. Измеряемая величина преобразуется в электрический сигнал, пригодный для использования в других частях системы.

Измерительный преобразователь— в системах, использующих для передачи информации электрические сигналы, рассматривается как электронное устройство.

Входной преобразователь— устройство, преобразующее входную измеряемую физическую величину, как правило, неэлектрической природы в изменение электрического параметра (сопротивления, емкости, тока, заряда, напряжения). Часто данное устройство называется датчиком. Различают пассивные преобразователи, которые при своей работе используют энергию измеряемой физической величины, и активные преобразователи, для работы которых необходимо наличие внешнего источника энергии.

Линии связи— это каналы передачи информации между объектовой и терминальной частями системы. В качестве каналов могут быть использованы электрические линии связи, ультразвуковой, радио или оптический каналы.

Регулятор— прибор, относящийся к классу компарирующих в смысле сравнения текущих значений измеряемой физической величины с ее заданным или желаемым значением. Регулятор вырабатывает сигналы, соответствующие управляющим решениям.

Исполнительное устройство(силовой измерительный преобразователь) — устройство, воздействующее на физические параметры управляемого объекта с целью получения заданного качества протекания процессов.

Максимально допустимая измерительная погрешность— отклонение между истинным и измеренным значениями физической величины. Выражается в процентах по отношению к максимальному значению измеряемой величины на данном пределе измерения и определяет класс точности измерительного преобразователя (прибора).

Разрешающая способность— наибольшая точность, с которой можно произвести измерения. Определяется характеристиками отсчетного устройства индикатора.

Чувствительность— характеризуется масштабным коэффициентом, который определяется отношением изменения выходной величины измерительного преобразователя к вызвавшему его изменению входной величины. Увеличение масштабного коэффициента соответствует повышению чувствительности прибора.

Линейность преобразователя (см. рис. 1.2)— характеризует пропорциональность изменения входной (X) и выходной (Y) величин во всем диапазоне измерения. Линейность преобразователя определяется статической передаточной характеристикой. Под статической передаточной характеристикой понимается зависимость выходной величины измерительного преобразователя от медленно меняющейся входной величины.

Для измерительных преобразователей с гистерезисным видом передаточной характеристики о линейности преобразования можно говорить лишь для средних или действующих значений измеряемой величины.

Повторяемость значенийдля преобразователей с безгистерезисной передаточной характеристикой предполагает, что одним и тем же значениям входного измеряемого параметра соответствуют одни те же значения выходного. Однако в процессе эксплуатации измерительного преобразователя в силу воздействия дестабилизирующих факторов внешней среды (температуры, излучения, старения элементов и т. д.) повторяемость значений может нарушаться. При этом преобразователь должен быть подвергнут тарировке (настройке и регулировке с целью восстановления однозначности показаний).

Временной отклик преобразователя— характеризует реакцию выхода преобразователя на скачкообразное изменение измеряемой величины. На рис. 1.3 изображены основные величины, характеризующие переходный процесс.

t₀ — начальный момент времени;

t₁-t₀ — время запаздывания;

t₂-t₀ — время нарастания;

t₃-t₀ — время установления.

Скорость нарастания выходной величины

r =.

Полоса пропускания преобразователя— область частот входного сигнала, в диапазоне которого значение чувствительности изменяется не более, чем это допустимо по техническим условиям. Полоса пропускания связана со временем отклика преобразователя. На практике могут использоваться преобразователи, имеющие преднамеренно большую или малую инерционность.

1.2. Условия внешней среды и надежность работы
измерительных преобразователей

Дата добавления: 2014-03-13; просмотров: 315; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!