Методи прямого, зрівноважувального та комбінованого перетворень. Їх особливості.
Розрізняють методи прямого, зрівноважувального та комбінованого перетворень.
Пряме перетворення характерне тим, що передача вимірювальної інформації здійснюється тільки в одному напрямі – від входу до виходу без зворотного зв’язку між ними (рис. 3.1,а). Результівний коефіцієнт перетворення засобу вимірювань за такою структурною схемою за умови, що всі послідовно з’єднані перетворювальні елементи мають лінійні функції перетворення, буде дорівнювати добутку коефіцієнтів перетво-рення окремих перетворювачів
k = k1*k2*…*kn .
Похибка результівного коефіцієнта перетворення, викликана неточністю ki-х коефіцієнтів перетворення, може бути визначена як:
Зрівноважувальне перетворення полягає в тому, що вхідна величина зрівноважується іншою однойменною величиною. Існує два види зрівноважувального перетворення: слідкувальне (від’ємний зворотний зв’язок між виходом та входом) зі статичною
або астатичною характеристикою та розгортальне. Структура засобу вимірювань статичного зрівноважувального перетворення наведена на рис. 3.1,б. При статичному зрівноважувальному перетворенні вхідна величина Х зрівноважується компенсувальною величиною, якою є вихідна величина Хk = BY кола зворотного перетворення ЗП (тут Y – вихідна величина кола прямого перетворення, B – коефіцієнт перетворення зворотного перетворювача). На вхід кола прямого перетворення, що складається, здебільшого, з перетворювача недокомпенсації ПН та підсилювача П з загальним коефіцієнтом перетворення k, надходить різниця ΔХ=Х-Хk=X- BY=X-kBΔХ. Із останнього виразу матимемо:
Комбіноване перетворення відбувається, коли від’ємним зворотним зв’язком
охоплена тільки частина кола прямого перетворення.
Структура вимірювальної інформаційної системи (ВІС), враховуючи склад технічних засобів, що створюють ВІС, а саме: засобів вимірювальної техніки, засобів контролю та технічного діагностування, засобів розпізнавання образів, може бути зображена як
на рис. 3.2, де:
1 – вимірювальна частина ВІС, до складу якої входять первинні вимірювальні перетворювачі, комутатори, міри і установки, компаратори, аналого-цифрові
перетворювачі тощо; 2 – пристрій математичного опрацювання вимірювальної інфор-
мації; 3 – пристрій передачі та зберігання вимірювальної інформації; 4 – пристрої
відображення вимірювальної інформації (індикація, друк, перфорація, графіки тощо); 5– пристрій автоматичного керування роботою ВІС.
Параметри засобів вимірювань. Номінальне, істинне та дійсне значення міри. Показ, відлік, стала та ціна поділки, діапазон вимірювань.
Основними параметрами мір фізичних величин є номінальне, істинне та дійсне
значення міри. Зауважимо, що правильно було би вживати: номінальне, істинне та дій-сне значення величини, відтворюваної мірою, а не значення міри, що прийнято для стислості.
Отже, номінальним значенням міри називають присвоєне мірі значення величини,
яка нею відтворюється. Справа в тому, що істинне значення цієї величини (істинне значення міри) не може бути визначене через неминучість похибки вимірювання. Значення міри, знайдене вимірюванням з точністю, яка дозволяє використати його замість істинного, називають дійсним значенням міри.
Показ, відлік, стала та ціна поділки є основними параметрами, що характеризують
засоби вимірювань.
Під показом (засобу вимірювань) розуміють значення вимірюваної величини, ви-
значене за допомогою відлікового пристрою (подане сигналом вимірювальної інфор-
мації) і виражене в одиницях цієї величини. Показ може бути виражений як
x = NC або x = nCп ,
де N – відлік (число неіменоване, відлічене за відліковим пристроєм або одержане
лічбою послідовних відміток чи сигналів); С – стала засобу вимірювань (число іменоване в одиницях вимірюваної величини); n – кількість поділок шкали аналогового вимірювального приладу, відлічених за відліковим (показувальним пристроєм).
Нагадаємо, що шкалою аналогового вимірювального приладу називають частину
показувального пристрою у вигляді впорядкованої сукупності позначок разом з по-
в’язаною з нею певною послідовністю чисел, а позначкою шкали може бути риска або
інший знак на шкалі, що відповідає одному або декільком значенням вимірюваної величини.
Поділкою шкали називають частину шкали між двома сусідніми позначками шка-
ли, а ціна поділки CП – різниця значень величини, яка відповідає одній поділці (двом сусіднім позначкам) шкали.
Ціною найменшого розряду цифрового вимірювального приладу є різниця між
двома найближчими показами цього засобу вимірювань.
Вказані на шкалі найменше та найбільше в діапазоні показів значення вимірюваної величини називають відповідно початковим та кінцевим її значенням, а інтервал
значень вимірюваної величини, який обмежений початковим та кінцевим значеннями,
називають діапазоном показів (засобу вимірювань).
Діапазон вимірювань – та частина інтервалу показів, для якого пронормовані по-
хибки засобу вимірювань. Найменше і найбільше значення діапазону вимірювань називають відповідно нижньою та верхньою границями вимірювань.