20. Опишите принципы построения систем телеметрии

Телеметрия (телеизмерение) – совокупность технологий, позволяющая производить удалённые измерения и сбор информации для предоставления оператору или пользователю. Для сбора данных обычно используют либо датчики телеметрии (с возможностью работы в телеметрических системах, то есть специальным встроенным модулем связи), либо устройства связи с объектом, к которым подключаются обычные датчики.

Телеметрическая информация, поступающая с объектов телеконтроля, может быть разделена на группы:

• информация о состояния систем и агрегатов контролируемого объекта, а также о работе различной аппаратуры;

• информация о параметрах окружающего пространства;

• информация о медико-биологических параметрах человека и животных.

В состав указанных групп входят весьма разнообразные физические вели­чины или телеметрируемые параметры (ТМП). В зависимости от целей испытания объекта их измерение обеспечивает:

• получение информации о соответствии характеристик объекта телеконтроля тактико-техническим требованиям;

• получение достаточно подробных сведений о функционировании аг­регатов и аппаратуры объекта, а также о параметрах окружающей среды;

• выявление неисправностей и их устранение перед применением объекта.

В зависимости от характера изменения во времени ТМП разделяются на функциональные и сигнальные.

В зависимости от скорости изменения во времени ТМП функционального типа разделяются на медленно меняющиеся и быстро меняющиеся. Первые характеризуются спектром частот от нуля до 20-50 Гц, вторые – до 2,3 кГц и более. Медленно меняющиеся параметры наиболее многочисленны.

Исходя из решаемых задач можно сформулировать ряд общих требований предъявляемых к телеметрическим системам:

• возможность одновременной передачи большого числа разнообразных параметров (от нескольких десятков до нескольких сотен);

• обеспечение заданной точности, которая оценивается для систем средней, высокой и очень высокой точности среднеквадратическими погрешностями соответственно;

• возможность оперативного изменения состава измеряемых параметров с учетом их важнейших особенностей (скорости изменения во времени, скорости передачи и др.);

• высокую степень автоматизации процессов сбора, передачи и обработки данных;

• обеспечение высокой надежности телеметрической аппаратуры и ряда других эксплуатационных требований.

21. Опишите принципы разделения измерительных каналов.

Наиболее часто применяемые на практике разделения каналов: многоканальное (кабельное), частотное, ортогональное (в связи).

При частотном разделении каналов каждому сигналу выделяется своя отдельная частота так, чтобы полосы частот каждого сигнала размещались в неперекрывающихся по частоте участках диапазона частот. Относительно большой информационной емкостью каждому сигналу выделяется не индивидуальная частота, а комбинация нескольких частот, при этом частоты могут передаваться одновременно или поочередно.

При последовательной посылке частот в любой момент времени передается не более одной частоты, что позволяет уменьшить требования к нелинейным искажениям в канале и к аппаратуре до легко достижимого значения. Поэтому более широкое применение получили устройства разделения измерительных каналов.

При временном разделение каналов каждому из N передаваемых сигналов, канал связи предоставляется поочередно (последовательно).

Кодовое разделение каналов - устройства с временным кодовым разделением сигналов (цифровые ус-ва) имеют преимущества: более высокая помехоустойчивость, лучшее использование канала связи, большие возможности унификации массового производства и применения в самых разнообразных условиях.

Скорость передачи информации в устройствах может изменяться в широких пределах путем пере­ключения тактовой частоты и ограничивается, глав­ным образом, полосой частот канала связи.

Измерительные каналы на основе использования новых форм представления измерительной информации.

Передача измерительной информации через изменение амплитуды напряжения или тока.

Преимущества: наличие тщательно отработанного технического и метрологического обеспечения, недостатки: ограниченную точность измерений, чувствительность к действию помех и значительное энергопотребление.

Существенное уменьшение энергопотребления достигается в ИВС, работающих в импульсном режиме. При этом нужно отметить, что использование известных методов формирования измерительной информации в таком режиме оказывается малоэффективным.

Значительно увеличивается точность измерений, повышается помехоустойчивость, вследствие того, что работа измерительных каналов осуществляется в импульсном режиме, а сам процесс измерения длится на протяжении времени, которое соответствует длительности измерительного импульса; за счет перехода в импульсный режим работы значительно уменьшается энергопотребление.