Глава 5

СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ

§ 5.1. Общие сведения

Системы передачи измерительной информации предназначены для сбора информации с удаленных от наблюдателя объектов. В теле­механике подобные измерительные системы называют телеизмери­тельными (от греч. tele — далеко).

Для контроля и управления технологическими процессами ши­роко используются телеизмерительные системы ближнего дей­ствия, называемые системами дистанционной передачи. С помощью этих систем измерительная информация может передаваться на расстояние от нескольких десятков метров до 10—20 км.

Информация по каналам связи в измерительных системах пере­дается в форме сигналов (см. табл. 1.1).

Формирование сигналов осуществляется путем нанесения ин­формации на материальные носители, которыми служат периодиче­ские процессы или физические величины, например электрический ток, давление газа, электромагнитные колебания, звуковые волны.

Нанесение информации на носители осуществляется путем из­менения одного или нескольких параметров носителя в соответст­вии с передаваемой информацией. Процесс нанесения информации на носитель называют модуляцией.

В настоящее время известно более десяти видов модуляций, из которых в системах передачи информации, применяемых на пред­приятиях, использующих химико-технологические процессы, полу­чили распространение прямая модуляция физических величин (рис. 5.1, а) и частотная модуляция гармонических колебаний (рис. 5.1, б).

По виду энергии носителя информации системы передачи ин­формации подразделяют на электрические, пневматические и гид­равлические. Информация в указанных системах передается в ви­де «естественных» или унифицированных сигналов. Основные ви­ды и параметры унифицированных сигналов приведены в табл. 2.3.

В ГСП приняты следующие системы передачи: пневматическая, электрическая токовая и электрическая частотная. Кроме перечис­ленных систем передачи информации в практике измерений при­меняются: реостатная, индуктивная, дифференциально-трансфор­маторная, ферродинамическая, сельсинная и др.

Указанные системы передачи информации получили название в соответствии с типом элемента, осуществляющего преобразование «естественного» сигнала (перемещения) в электрический сиг­нал.

В § 2.9 было акцентировано внимание на эффективности блочно-модульного принципа построения средств измерений. Указанный принцип широко применяется при создании первичных измерительных преобразователей (ПИП) систем передачи информации ГСП.

Р ис. 5.1. Виды модуляций

В озможность построения ПИП блочно-модульного типа объясняет­ся тем, что большое число технологических параметров, таких, как давление, перепад давления (расход), плотность, вязкость, темпе­ратура, уровень, скорость вращения и другие, легко и с достаточ­ной для практики точностью преобразуются в усилие или линей­ное (угловое) перемещение. В ПИП блочно-модульного типа пре­образование технологического параметра в унифицированный сигнал осуществляется по схемам: а) технологический параметр усилие унифицированный сигнал; б) технологический пара­метр перемещение унифицированный сигнал. Для преобразо­вания технологического параметра в усилие или линейное (угло­вое) перемещение разработаны методы и средства измерений, под­робно рассмотренные в соответствующих главах. Преобразование усилия в унифицированный пневматический или электрический сиг­налы осуществляется преобразователями, работа которых основа­на на принципе компенсации сил. Широкое распространение полу­чили преобразователи, с помощью которых сила преобразуется в пневматический сигнал — преобразователи «сила — давление», а также преобразователи «сила — ток», посредством которых сила преобразуется в унифицированный сигнал постоянного тока (то­ковый сигнал). Указанные преобразователи иногда соответствен­но называют «пневмосиловые» и «электросиловые».

Преобразование перемещения в унифицированный электриче­ский сигнал постоянного тока осуществляется преобразователями «перемещение — ток», называемыми магнитомодуляционнымн (преобразователи с компенсацией магнитных потоков).

Преобразователи «сила — давление», «сила-—ток» и «переме­щение -— ток» представляют собой модули, использование которых обеспечивает взаимозаменяемость ПИП в целом и отдельных его узлов. Конструктивно ПИП в ГСП оформляется в виде блока, включающего чувствительный элемент, к которому непосредствен­но подводится измеряемый технологический параметр П, и один из названных преобразователей.