Масштабирование величины и масштабный преобразователь
Масштабирование — это преобразование входного сигнала в однородный выходной, размер информативного параметра которого пропорционален в К раз размеру, информативного параметра входного сигнала. Масштабное преобразование реализуется в устройстве, которое называется масштабным преобразователем.
Коэффициент преобразования может изменяться в процессе измерения по детерминированному закону или по случайному закону с заданным законом распределения.
Для измерения отношений величин в широком диапазоне МП должны быть многозначными. МП могут быть одно- или многоканальными, с регулируемым или нерегулируемым коэффициентом преобразования. Поэтому в дальнейшем будем различать:
одноканальный нерегулируемый МП;
Рис. 4. Разновидности масштабных преобразователей:
а – одноканальный нерегулируемый; б – многоканальный нерегулируемый: в – одноканальный регулируемый; г – многоканальный регулируемый.
многоканальный нерегулируемый МП с пространственным разделением;
одноканальный регулируемый МП;
многоканальный регулируемый МП;
Масштабный преобразователь данного типа можно использовать как и подобные меры для измерения зависимостей методом сопоставления.
Масштабные преобразователи выполняются также в виде автоматически управляемых преобразователей кода в выходную величину, однородную со входной.
Методы измерений с предварительным преобразованием вида измеряемой величины
Если для X созданы регулируемые меры, но не созданы устройства сравнения, то можно применить рассмотренные далее варианты метода замещения.
Метод замещения с регулируемой одноканальной мерой широко применятся при точных измерениях, основан на использовании набора элементарных средств. Его целесообразно применять в том случае, если для X не созданы условия, но созданы регулируемые одноканальные меры (рис. 5, а).
Рис. 5. Методы замещения:
а – с регулируемой
мерой; б – с регулируемым масштабным
преобразователем величины
.
Аддитивные и мультипликативные погрешности ИП при использовании метода замещения не вносят погрешности. Алгоритм метода замещения с регулируемой мерой
,
при
и
получаем уравнение измерения
. (2)
Метод замещения с регулируемым МП реализуют на основе набора средств, состоящих из В, ОМ, МП и ИП. Этот метод (рис. 5, б) можно рекомендовать в тех случаях, когда есть однозначная нерегулируемая мера Х0, регулируемый МП для величины X или для величины Y, а устройство сравнения имеется только для величины Y.
Алгоритм метода замещения с регулируемым масштабным преобразователем
,
при
и
;
получаем
уравнение
. (3)
Рис. 6. Простейшие структурные схемы измерительных цепей.
Любую структурную схему ИИС можно представить в виде сочетания нескольких простейших структурных схем (измерительных цепей) путем выполнения изоморфных преобразований.
Схема, показанная на рис. 6, в, представляет собой встречно-параллельное соединение преобразователей или соединение с обратной связью.
Для того чтобы любую структурную схему можно было привести к виду одной из простейших структурных схем (см. рис. 6), необходимо ввести понятия обратного и единичного операторов.
Для вероятностных операторов определена операция умножения, обладающая свойствами инициативности а также понятия единичного и обратного элементов. Таким образом, вероятностные операторы образуют группу операторов.