Средства измерений с однократным сравнением

Автоматизированные средства измерений с одно- и двукратным сравнением

ЛЕКЦИЯ

Технических средств обучения

Перечень программного обеспечения, наглядных пособий и

4.2.1. Плакаты с изображением различных электроизмерительных приборов и отдельных их узлов.

4.2.2. Стенды и макеты для исследования устройства и принципа действия измерительных приборов.

4.2.3. Учебные диафильмы и слайды.

4.2.4. Электронные презентации лекций.

4.2.5. LabVIEW, Excel, Power Point.

4.2.6. Ноутбук, проектор, экран.

ТЕМА №10 «АВТОМАТИЧЕСКИЕ И АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ИЗМЕРЕНИЙ»

ВОПРОСЫ

1. Автоматизированные средства измерений с одно- и двукратным сравнением.

2. Автоматические средства с адаптацией чувствительности; с частотно-импульсным преобразованием.

ЛИТЕРАТУРА

1. Парахуда Р.Н., Шевцов В.И. Автоматизация измерений и контроля: Письменные лекции. – СПб., СЗТУ, 75 с.

Рассмотрим структурные схемы автоматических СИ, иллюстрирующие применение основных классических методов преобразования, в которых в качестве чувствительных элементов используются терморезисторы (термисторы), т.к. они могут быть применены для преобразования большого количества физических величин (мощности СВЧ, температуры, объем потоков жидкостей и газов, напряжение и т.д.).

Их недостатки: инерционность, нелинейность характеристик, разброс параметров.

Под действием на терморезистор любой физической величины, изменяющей условие теплообмена, изменяется рассеиваемая на нем мощность. Поэтому в качестве входной величины X выбрана мощность Рх.

Рассмотрим автоматические СИ, построенные на основе самобалансирующих мостов схем (СБМ), представляющих собой замкнутую систему автоматического регулирования, состоящую из измерительной мостовой схемы с терморезистором в одном из плеч и усилителя разбаланса моста.

В основу автоматического измерительного устройства с однократным сравнением (рис. 8.1) положен принцип, заключающийся в сравнении предварительного запомненного результата преобразования сигнала Рх с результатом преобразования замещающего сигнала в виде мощности, подаваемой на терморезистор от источника напряжения постоянного тока. В момент фиксации нулевого значения разности измеряется значение последнего, определяющего значение входного сигнала.

Рис. 8.1. Структурная схема автоматического измерительного устройства с однократным сравнением

КМ - коммутатор, СБМ - самобалансирующаяся мостовая схема, Фт - выпрямитель с фильтром, КН - компаратор напряжения, ОРУ - отсчетно- регистрирующее устройство, УУ -управляющее устройство, Кл - ключ.

Измеряемый сигнал Рх через Км поступает на терморезистор RСБМ переменного тока. По окончании переходных процессов на выходе Фт устанавливается некоторый уровень постоянного напряжения Uфиксируемый ЗУ, выход которого подключен к одному из входов КН.

В момент времени УУ вырабатывает сигналы на коммутатор и Кл, что обеспечивает прекращение подачи Рх на терморезистор и отключение ЗУ от Фт.

Это приводит к резкому возрастанию амплитуды колебания напряжения в СБМ и выходного напряжения фильтра до U. Спустя , определяемый переходным процессом, УУ запускает ГПН, выходное напряжение которого (замещение) подается на , уменьшая амплитуду колебаний напряжения в СБМ и напряжение на выходе фильтра, до момента времени равенства напряжений на обоих входах КН.

В момент tсрабатывает КН и прекращается изменение напряжения ГПН. Одновременно фиксируется ОРУ. При этом мощность входного сигнала

,

где - коэффициент преобразования замещающего напряжения в мощность, рассеиваемую на , определяемый значением проводимости электрической цепи между ГПН и .

Анализ приведенной структурной схемы установил, что отклонение выходного сигнала измерительного устройства от входного обусловлена:

· несовершенством ЗУ ();

· порогом срабатывания КН ();

· инерционностью преобразовательного тракта (СБМ, Фт);

· временем срабатывания компаратора ();

· несовершенством ОРУ ().

Поскольку быстродействие КН выше быстродействия измерительного устройства составляющими и можно пренебречь. Существенное уменьшение влияния и на точность измерения обеспечивает метод двукратного сравнения (рис. 8.2).

Дата добавления: 2013-12-13