Структурна схема розподіленої вимірювальної системи.
Системи (пристрої) збирання вимірювальних даних.
Найновішим напрямком розвитку цифрових засобів є створення систем збирання вимірювальних даних (СЗВД, англ. DAQ або DASY - Data Acquisition System), які можуть бути виконані як окремий пристрій, на одній платі, або навіть у вигляді однієї мікросхеми. В цих пристроях виконується повний набір комутуючих, вимірювальних, обчислювальних та інших операцій з метою формування, нагромадження і опрацювання результатів вимірювань широкого спектру вимірювальних величин як електричних, так і неелектричних.
Основними функціональними блоками СЗВД є:
– вхідні комутатори (мультиплексори) аналогових сигналів, з кількістю входів від одиниць до кілька сотень (типово від 8 до 512);
– згадувані вище "кондиціонери" сигналів - пристрої, які виконують функції електричних перетворювачів (для перетворення вхідної електричної величини переважно в електричну напругу, найбільш придатну для подальшого перетворення), підсилення, нормування і фільтрації сигналів та інших аналогових операцій. Входи такого пристрою можуть бути несиметричними: "сигнал" - "маса") або диференціальними: "сигнал високий (Н)" - "сигнал низький (L)" і окремо "маса" ("земля"). Вихідним сигналом такого кондиціонера зазвичай є напруга у певному діапазоні (типово від 1 до 10 В);
– аналого-цифрові перетворювачі (АЦП), що здійснюють перетворення аналогового сигналу в цифрову форму. Можуть використовуватися найрізноманітніші типи АЦП, різної розрядності, швидкодії і точності.
Системи передачі вимірювальної інформації. Модуляція. Кодування. Детектування.
В багатьох випадках досліджуваний об’єкт знаходиться на значній віддалі від споживача вимірювальної інформації, тому виникають задачі її передачі безпосередньо від об’єкту до споживача.
Передача вимірюваної інформації здійснюється за рахунок різного типу сигналів з використанням таких процедур як:
– модуляція
– дискретизація (квантування)
– кодування.
Під модуляцією розуміють процес зміни у часі одного або декількох параметрів сигналу – носія у відповідності з повідомленням, що передається.
Під кодуванням розуміють відображення сигналу однієї фізичної системи за допомогою стану іншої.
Різні способи модуляції дозволяють здійснити або одночасну передачу інформації від усіх давачів (частотне або кореляційне розділення каналів), або почергову передачу (часове розділення каналів).
Модуляція гармонічних сигналів.
При такому виді модуляції носієм інформації є змінний струм чи напруга, а параметри модуляції є його амплітуда, частота і фаза. Звідси розрізняють два види модуляції гармонічних сигналів:
– амплітудну модуляцію(АМ)
– кутову (фазову та частоту) модуляцію.
Імпульсна модуляція. Її різновиди.
Імпульсна модуляція використовується в ІВС із часовим розділенням каналів, у яких в паузах між імпульсами, що несуть інформацію про одну вимірювальну величину, розуміється інформація про вимірюванні величини.
Послідовність імпульсів дозволяє проводити модуляцію декількох параметрів.
Рисунок 9.7 - Часова діаграма періодичної послідовності імпульсів
Періодичну послідовність імпульсів характеризують наступні параметри:
– амплітуда імпульсів ,
– період повторювання ,
– частота імпульсів ,
– тривалість імпульсів ,
– скваженість ,
– фаза імпульсів , де – затримка імпульсів відносно опорної послідовності імпульсів (показана штриховими прямими лініями).
Амплітудна та кутова модуляції.
Амплітудна модуляція – це така модуляція сигналу при якій амплітуда гармонічного коливання змінюється згідно змін інформаційного сигналу.
Вихідний сигнал при АМ модуляції буде мати вигляд:
(9.1)
Де – відповідно амплітуда, частота, початкова фаза несучих коливань (несучих гармонічного сигналу);
- коефіцієнт амплітудної модуляції;
- максимальний приріст амплітуди несучого коливання;
- моделююча функція у відносних одиницях.
Фазова та частотна модуляції.