1.17 Өлшеу құралдарының құрылымдық сұлбалары

Құрылымдық сұлбалар бірнеше өлшеу құралдарынан тұратын күрделі өлшеу жүйелерін, немесе әсерді бағыттай тарату қасиеттері бар бірқатар элементтерге бөлінетін өлшеу құралдарын сараптау кезінде қолданылады.

Шартты түрде түрлендірудің әрбір бөлігі құрылымдық сұлбалардың буындары ретінде беріледі. Әрбір буын кіру сигналының шамасының қарапайым түрлендіргіші болып табылады. Элементтердің өзара байланысы әртүрлі болады: буындардан шығу сигналдары тармақталады, азайтылады, қосылады, таңбасын өзгертеді, басқа буындардың кірісіне әсер етеді т.с.с.

1.17.1 Буын мен элементтерді қосудың типтік тәсілдері.

а) Буын мен элементтерді тізбектей қосу

1.13 Сурет – Өлшеу құралының буындары мен элементтерін тізбектей қосу

Мұнда әрбір буынның шығу сигналы келесі буынның кіру сигналы болып келеді. Барлық n буынның статистикалық сипаттамалары сызықтық болса, онда

(1.69)

теңдеуі мына түрде жазылады

, (1.70)

мұндағы - тарату коэффициенті.

Егер статикалық сипаттамалары сызықсыз болса, онда екі буыны бар өлшеу жүйесі үшін

. (1.71)

Ал және өзара кері функциялар болса, онда өлшеу құралының жалпы сипаттамасы сызықтық болады. Аспаптар мен түрлендіргіштердің статикалық сипаттамаларын сызықтандыру үшін осы қасиет қолданылады.

б) Буын мен элементтерді параллель қосу

1.14 Сурет – Өлшеу құралының буындары мен элементтерін параллель қосу

Мұнда барлық буындардың шығу сигналдары қосылады. Тарату коэффициенті

. (1.72)

в) Буын мен элементтерді қарама-қарсы параллель қосу

1.15 Сурет – Өлшеу құралының буындары мен элементтерін

қарама-қарсы параллель қосу

Мұнда 1-ші элементтің шығу сигналы (у) 2-ші элементтің кірісіне беріледі. Ал 2-ші элементтің шығу сигналы ( ) 1-ші элементтің кірісіне беріледі.

Егер 2-ші элементтің шығу сигналы 1-ші элементтің кіру сигналы х-қа қосылатын болса, онда оң кері байланыс орнайды.

Егер 2-ші элементтің шығу сигналы 1-ші элементтің кіру сигналы х-тан азайтылатын болса, онда теріс кері байланыс орнайды.

Оң кері байланыс k тарату коэффициентін арттыру үшін қолданылады, бірақ ол k-ның тұрақтылығын нашарлатады.

Теріс кері байланыс өлшеу түрлендіргіштерінде k тарату коэффициентінің тұрақтылығын арттыру үшін қолданылады, бірақ ол k-ның шамасын кемітеді.

1.15 суреттегі 1-ші түрлендіргіш элемент үшін кері байланыс жоқ кезде

, (1.73)

мұндағы - бірінші элементтің тарату коэффициенті.

Тарату коэффициенті теріс кері байланыс бар кезде

. (1.74)

Түрлендірулерден кейін мынадай өрнек алуға болады

, (1.75)

мұндағы - теріс кері байланысы бар түрлендіргіш элементтің тарату коэффициенті. 1-ші элементтің тарату коэффициентінің жеткілікті үлкен мәнінде ( 1) , демек, жүйенің қасиеттері тек қана кері байланыс қасиеттерімен анықталады. Жүйенің тарату коэффициентінің тұрақтылығы кері байланыс элементінің тарату коэффициентінің тұрақтылығымен анықталады.

Оң кері байланыс үшін

. (1.76)

1.17.2 Құрылымдық сұлбалардың түрлері.

Құрылу принципі бойынша құрылымдық сұлбалар екі түрге бөлінеді: тура түрлендіретін өлшеу сұлбалары және сигналды теңестіретін өлшеу сұлбалары.

1 Тура түрлендіретін өлшеу сұлбалары

Бұл сұлбада өлшеніп жатқан шама алғашқы түрлендіргішке, немесе оның сезімтал элементіне келіп түседі. Өлшеу тізбегінде өлшеніп жатқан шаманың қандай да бір информация тасымалдаушы сигналға түрленуі жүзеге асады. Ол сигнал күшейткіштің көмегімен күшейтіліп, санақ қондырғысына түседі. Қарапайым жағдайда тізбек сезімтал элемент пен санақ қондырғысынан тұрады. Бұл сұлбалардың артықшылығы: қарапайым, сенімді, операцияларды тез орындайды және арзан бағалы. Кемшілігі: энергиясы аз сигналдарды өлшеуге жарамайды.

2 Сигналды теңестіретін өлшеу сұлбалары