
- •1. Значение дисциплины "ПиПии" в подготовке инженеров-метрологов. Цели и задачи дисциплины ПиПии, ее связь с другими дисциплинами
- •4. Основные параметры измерительных преобразователей и их погрешности: систематические и случайные, аддитивные и мультипликативные. Суммирование погрешностей
- •5. Схемы формирования сигналов. Схемы формирования сигналов генераторных измерительных преобразователей. Условие согласования измерительных преобразователей по току, напряжению, мощности.
- •Принцип действия фотоэлектрических преобразователей
- •10. Преобразователи электрических величин в электрические. Измерительные преобразователи рода тока – электронные преобразователи переменного тока в постоянный.
- •11. Преобразователи электрических величин в электрические. Шунты, добавочные сопротивления, делители напряжения, аттенюаторы, измерительные трансформаторы тока и напряжения.
- •12. Преобразователи электрических величин в электрические. Измерительные усилители. Типы измерительных усилителей. Измерительный усилитель типа мдм (модулятор-усилитель – демодулятор).
- •13. Измерительные преобразователи рода тока. Параметры переменных напряжений. Связь между ними. Аналитическое уравнение и график функции Иордана.
- •14. Измерительные преобразователи рода тока. Функция преобразования, чувствительность, погрешность преобразования. Зависимость функции преобразования от формы кривой преобразуемых напряжений.
- •16. Основные понятия в области цифровых измерительных преобразователей: классификация и определение измерительных сигналов – аналоговые, дискретные, цифровые.
- •17. Основные понятия в области цифровых измерительных преобразователей: дискретизация во времени, квантование по уровню, цифровое кодирование. Погрешности дискретизации и квантования сигналов.
- •19. Преобразователи линейных и угловых перемещений в цифровой код. Устройство и принцип действия преобразователей. Схемы включения в цепь. Коды Грея. Оптоэлектронные пары.
- •21. Измерительные преобразователи отношения частот в цифровой код. Устройство и принцип действия, временные диаграмм. Основные метрологич. Хар-ки и оценка погрешности
- •25. Аналого-цифровые преобразователи, реализующие время-импульсный метод преобразования. Устройство, принцип действия, основные метрологические характеристики и оценка погрешности преобразования.
- •2 6. Аналого-цифровые преобразователи, реализующие частотно-импульсный метод преобразования. Устройство, принцип действия и основные метрологические характеристики. Оценка погрешности преобразования.
- •29. Цифроаналоговые измерительные преобразователи. Устройство и принцип действия, основные метрологические характеристики. Передаточная функция. Оценка погрешности преобразования.
- •30. Преобразователи электрических величин в неэлектрические. Принцип работы, устройство и характеристики магнитоэлектрического измерительного преобразователя.
- •31. Преобразователи электрических величин в неэлектрические. Принцип работы, устройство и характеристики электромагнитных ип.
- •32. Преобразоаватели электрических величин в неэлектрические. Принцип работы, устройство и характеристика электродинамических ип.
- •33. Преобразователи электрических величин в неэлектрические Принцип работы, устройство и характеристики электростатических ип.
- •34. Преобразователи электрических величин в неэлектрические. Электрооптические устройства индикации. Индикаторные устройства на основе светоизлучающих и светоотражающих элементов.
- •35. Преобразователи электрических величин в неэлектрические. Электронно-лучевая трубка. Устройство и принц действия, основные характеристики.
- •36. Регистрация измерительной информации. Графическая запись. Устройство и принцип действия перьевого самописца с подвижной катушкой.
- •37. Регистрация измерительной информации. Самопишущие электромеханические преобразователи.
- •39. Регистрация измерительной информации. Магнитная запись и воспроизведение аналоговых сигналов. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.
- •41. Регистрация измерительной информации. Магнитная запись и воспроизведение цифровых сигналов. Способ записи с групповым кодированием. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.
- •43. Регистрация измерительной информации. Лазерная запись и воспроизведение цифровых сигналов. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.
- •44. Регистрация измерительной информации. Магнитооптические (мо) носители информации и измерительные преобразователи, используемые для записи и воспроизведения сигналов.
- •45. Электрические информационные сигналы. Основные термины и определения. Классификация электрических информационных сигналов.
- •46. Электрические информационные сигналы. Основные параметры, классификация. Основные источники погрешностей в системе первичной обработки информации.
- •47. Электрические информационные сигналы. Унификация выходных сигналов измерительных преобразователей и цепей. Испытательные и калибровочные сигналы.
- •48. Нормирование измерительной информации. Нормирующие измерительные преобразователи сигналов измерительной информации.
- •49. Нормирование измерительной информации. Согласование измерительных преобразователей с схемами формирования электрических сигналов.
- •50. Нормирование измерительной информации. Мостовые схемы включения измерительных преобразователей. Основы теории мостовых измерительных преобразователей. Равновесные и неравновесные мосты.
- •51. Преобразование сигналов измерительной информации. Линеаризация функций преобразования. Аналоговые и цифровые методы линеаризации. Технические параметры. Погрешности преобразования.
- •52. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ип. Вихретоковые ип. Устройство и принцип действия.
- •53. Вихретоковые ип. Фазовый метод выделения измерительной информации.
- •54. Вихретоковые ип. Амплитудный метод выделения измерительной информации.
- •55. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ип. Электроконтактные преобразователи.
- •56. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ип. Электронный индикатор контакта.
- •57. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ип. Фотоэлектрические преобразователи и приборы на их основе.
- •58. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ип. Преобразователь фотоэлектрический сортировочный.
- •59. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ип. Линейный растровый фотоэлектрич. Преобразователь. Временные диаграммы перемещения с делением шага на 4.
- •60. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ип. Круговой растровый фотоэлектрический преобразователь.
- •61. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ип. Преобразователь линейных перемещений на дифракционных решетках.
- •62. Основные напрвления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Электронные уровни.
- •63. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью ип. Структурная схема чувствительного элемента электронного уровня.
- •64. Основные направления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Кругломеры с управлением от эвм.
- •65. Измерение электрических и неэлектрических величин с помощью ип. Кругломеры. Схема автоматического центрирования.
- •66. Основные направления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Фотоэлектрические автоколлиматоры. Схема фотоэл. Автоколлиматора.
- •67. Измерение неэлектрических и электрических величин с помощью измерительных преобразователей. Фотоэлектрические автоколлиматоры. Фотоэлектрический автоколлиматор.
- •68. Основные напрвления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Одночастотный лазерный интерферометр.
- •69. Основные направления автоматизации приборов для измерения геометрических величин. Двухчастотный лазерный интерферометр.
- •1. Значение дисциплины "ПиПии" в подготовке инженеров-метрологов. Цели и задачи дисциплины ПиПии, ее связь с другими дисциплинами
39. Регистрация измерительной информации. Магнитная запись и воспроизведение аналоговых сигналов. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.
Распространенным способом регистрации результатов измерений является магнитная запись. Ее можно осуществить, записывая данные на магнитной ленте в аналоговой или в цифровой форме.
Магнитная лента представляет собой гибкую синтетическую пленку (из полихлорвинила или лавсана), которая должна плотно прилегать к выпуклым магнитным головкам устройства; в то же время лента должна быть достаточно прочной, чтобы не растягиваться (и не удлиняться), потому что это привело бы к искажению привязки записанных данных к временной шкале.
Эта пленка, служащая основой ленты, покрыта эмульсией, состоящей из мельчайших ферромагнитных частиц и скрепляющего вещества. Толщина этого слоя не должна значительно превосходить ширину воздушного зазора в магнитной головке записывающего или считывающего устройств. Чтобы минимизировать шум, возникающий при движении магнитной ленты, размеры магнитных частиц должны быть намного меньше ширины воздушного зазора магнитной головки. Кроме того, ориентация магнитных частиц не должна изменяться при слабых воздействиях. Большое число плотно упакованных маленьких иголок из такого материала помещают в связующее вещество и располагают так, чтобы они были ориентированы в направлении движения ленты.
Запись сигналов осуществляется путем изменения распределения намагниченности в этом слое окисла. Это распределение создается записывающей головкой.
Индуктивная записывающая головка состоит из катушки, намотанной на сердечнике с воздушным зазором. Сердечник изготавливают из материала с высокой магнитной проницаемостью, малым гистерезисом и минимальными потерями из-за вихревых токов. Например, из сендаста, слоистого мю-металла или пермаллоя. Напряженность магнитного поля, создаваемого перед воздушным зазором, пропорциональна току, протекающему по катушке. С увеличением напряженности магнитного поля количество постоянно намагниченных в одном и том же направлении частиц на магнитной ленте также растет. К сожалению, связь между напряженностью намагничивающего поля и результатом намагничивания является сильно нелинейной.
Распределение намагниченности на магнитной ленте распознается читающей головкой, которая выполняет функцию, обратную функции записывающей головки. Поскольку эти электромагнитные преобразователи обратимы, обе головки действуют по одному и тому же принципу.
По техническим характеристикам измерительные регистрирующие устройства делятся на четыре класса: «узкополосные», «с промежуточной шириной полосы», «широкополосные 1-й группы» и «широкополосные 2-й группы». Скорость ленты бывает стандартизована: 304,8 см/с, 152,4 см/с, 76,2 см/с, 4,7625 см/с. Каждое следующее значение скорости в этом списке вдвое меньше предыдущего. Следовательно, полоса частот также уменьшается вдвое при переходе на одну ступень в сторону меньшей скорости.
Распределение устройств по классам производится с учетом ширины полосы и отношения сигнал/шум. Устройство, в котором применена непосредственная запись, со скоростью ленты 304,8 см/с, относящееся к классу «с промежуточной шириной полосы», обеспечит полосу от 300 Гц до 600 кГц и отношение сигнал/шум 40 дБ. У устройства из класса «широкополосные 2-й группы» эти характеристики имеют значения от 500 Гц до 2 МГц и 22 дБ соответственно
Достоинством магнитной записи является то, что простым изменением скорости ленты можно легко осуществить сжатие или растяжение сигнала во времени. Таким путем можно реализовать сдвиг высоко- или низкочастотных сигналов в пределах частотного диапазона измерительной аппаратуры. Можно также производить запись по многим дорожкам на одной ленте, регистрируя, таким образом, не только изменения сигналов во времени, но также и информацию о связи между ними.
40. Регистрация измерительной информации. Магнитная запись и воспроизведение цифровых сигналов. Запись данных по способу без возвращения к нулю. Устройство и принцип действия измерительных преобразователей.
Магнитная запись цифровой информации требует преобразования аналоговой или цифровой информации в специальный цифровой код, удобный для передачи по каналу магнитной записи. Этот канал имеет свои особенности, и не всякий код оптимален для передачи по нему цифровых данных. Например, при постоянстве намагниченности носителя как в положительном, так и в отрицательном направлении сигнал на выходе магнитной головки воспроизведения отсутствует и возникает только при переходе намагниченности от одного направления к другому.
Известно много различных способов кодирования и записи цифровых данных на магнитный носитель. Остановимся на трех: запись без возвращения к нулю (БВН1), запись с фазовой модуляцией (ФМ) и запись с групповым кодированием (ГК). В порядке перечисления в этих способах возрастает плотность записи и эффективность обнаружения ошибок, а также уменьшается межблочное расстояние на ленте. Характеристики способов для записи по 8 дорожкам на ленту шириной 12,65 мм.
Запись данных по способу без возвращения к нулю (БВН1) показана на рисунке 1.5. Записываемая единица в данном случае представляет собой перепад тока записи в режиме от положительного до отрицательного насыщения (или наоборот), которому соответствует изменение направления намагниченности и магнитного потока ленты (переход потока). Нуль представляет собой отсутствие изменения тока в соответствующие моменты времени. Для идентификации нулей в этом способе требуется синхросигнал. Если он вырабатывается из импульсов, воспроизводимых с разных дорожек, то плотность записи ограничивается динамическим перекосом ленты.