Масштабний перетворювач - вимірювальний перетворювач, який реалізує масштабне вимірювальне перетворення

Порівняння - вимірювальна операція, що полягає у відображенні співвідношення між розмірами двох однорідних фізичних величин відповідним висновком: більша, менша чи однакова за розміром.

Вимірювальний перетворювач - вимірювальний пристрій, що реалізує вимірювальне перетворення.

Вимірювальні перетворювачі (ВП) класифікують за такими ознаками: - за структурою побудови - на ВП прямого перетворення (з розімкненою структурою) та ВП зрівноважувального перетворення (з замкненою структурою);

- за зміною роду вихідної величини - на ВП без зміни роду та ВП зі зміною роду вихідної величини, які необхідні у тих випадках, коли для вимірюваної вхідної величини немає міри або компаратора;

- за характером реалізованої залежності - на лінійні та нелінійні;

- за кількістю каналів - на одно- та багатоканальні;

- за видом вихідного сигналу - на параметричні та генераторні;

- за родом використовуваних явищ - на термоелектричні, оптоелектричні, п’єзоелектричні, електромагнітні, магнітоелектричні та ін. (рис.1.5).

Генераторними називаються перетворювачі, вихідні сигнали яких мають енергетичні властивості (напруга, струм, магніторушійна сила тощо).

Параметричними є перетворювачі, в яких зміна вхідного сигналу приводить до зміни їх параметрів - опору, індуктивності, ємності тощо.

Рисунок 1.5

Порівняння фізичних величин. Компаратор.

Порівняння величин широко використовується в різноманітних процедурах: вимірюванні, контролі, розпізнаванні образів, керуванні та ін.

У більшості випадків для порівняння використовують придатність сигналів до віднімання. Тоді співвідношення між розмірами інформативних параметрів визначають знаком їхньої різниці згідно з рівнянням

(1.5)

Компаратор (пристрій порівняння). Вимірювальний пристрій, що реалізує порівняння однорідних фізичних величин.

Компаратори (рис.1.6) класифікують за такими ознаками: за характером дії над сигналами при порівнянні - на компаратори з відніманням сигналів і компаратори з комутацією сигналів; за кількістю каналів - на одно- і багатоканальні.

До складу компаратора входять: ланка віднімання, що створює різницю вхідних сигналів, і різницева ланка, що реагує на знак різниці (рис.1.7).

1) Компаратор на основі операції віднімання реалізується двоканальною структурою. Результат порівняння у цьому випадку - однобітовий сигнал у вигляді «0» та «1», який і є інформацією про співвідношення між розмірами порівнюваних величин.

2) Компаратор на основі комутації сигналів реалізується одноканальною структурою. Внаслідок комутації створюється періодичний сигнал з частотою перемикання, знак результату детектування якого залежить від співвідношення між порівнюваними величинами.

Рисунок 1.6

Досконалість компаратора визначається мінімальним значенням порога чутливості, при якому ймовірність правильного визначення співвідношення між перевищує 0.5. В реальному компараторі наявність зони нечутливості спричиняє виникнення похибки, яка алгебраїчно додається до результату.

Рисунок 1.7

Масштабне вимірювальне перетворення.

Масштабний перетворювач.

Масштабне вимірювальне перетворення, або коротко - масштабне перетворення, є різновидом вимірювального перетворення, однак через широке застосування та наявність великої кількості ланок, які реалізують лише цю операцію, варто розглянути її окремо.

Масштабне перетворення - лінійне вимірювальне перетворення вхідної величини без зміни роду.

В результаті масштабного перетворення вхідна величина перетворюється в однорідну вихідну, розмір якої пропорційний в К разів розмірові вхідної:

. (1.6)

Коефіцієнт масштабування є основною характеристикою масштабного перетворення. Його числове значення може бути:

- - послаблення;

- - підсилення;

- - повторення.

Масштабні перетворювачі (МП) створюються переважно для величин, що характеризують явища спрямованої дії (напруга, струм та ін.).

МП можуть бути одно- або багатоканальні, з регульованим або нерегульованим коефіцієнтом масштабування. Тому надалі будемо розрізняти такі типи масштабних перетворювачів:

1) одноканальний нерегульований, характерною ознакою якого є сталість коефіцієнта масштабування. Наприклад, вимірювальний підсилювач, трансформатори напруги чи струму. Рівняння такого МП має вигляд

. (1.7)

2) одноканальний кодокерований регульований МП, який є масштабним перетворювачем з часовим розділенням. Його рівняння

. (1.8)

Такий МП напруги можна створити з цифроаналогового перетворювача напруги. Їх ще називають також перемножувальними цифроаналоговими перетворювачами напруги.

3) багатоканальний нерегульований МП з просторовим розділенням, характерною рисою якого є наявність кількох вихідних каналів зі сталим коефіцієнтом масштабування. Наприклад, багатоканальні подільники напруги.

4) багатоканальний регульований МП, тобто масштабний перетворювач як з часовим, так і з просторовим розділенням, який також відрізняється наявністю кількох вихідних каналів. Наприклад, подільник напруги з кількома рухомими контактами.

Числовий вимірювальний перетворювач.

Числове вимірювальне перетворення (ЧВП) - це операція обчислення проміжних результатів вимірювань з метою отримання остаточного результату.

Дата добавления: 2014-10-22