3. Информационно-измерительные системы в системах автоматизации.

Классификация средств измерений:

Вопросами регистрации и стандартизации занимается Государственная служба промышленных приборов и средств автоматизации (служба Госстандарта)

Нормирование характеристик датчиков:

Классификация датчиков:

1.Аналоговые датчики имеют бесконечное множество значений выходного электрические сигнала. Они подвержены влиянию окружающей среды и помех, но не точные.

2.Параметрические датчики под воздействием физической величины изменяют какой либо свой параметр (R, L, C). Им для формирования выходного сигнала необходим источник питания.

3.Генераторные датчики сами вырабатывают электрические сигналы (например, термопара).

4.Цифровые датчики имеют конечное значение уровней сигнала, количество которых определяется разрядностью, а также Они высокую точность и помехоустойчивость при большем количестве разрядов, но сложны в реализации.

5.Частотные датчики имеют выходной сигнал в виде гармонических колебаний с параметрами (частота, период, сдвиг фазы). Имеют высокую точность и помехозащищенность.

Метрологическое обеспечение средств измерений :

1.Х - входная величина.

2.У - выходная величина.

3.Функция преобразования, которая может быть задана:

- аналитически в виде функции y = f(x);

- в виде графика;

- в виде таблицы.

4.Номинальная характеристика - усредненная характеристика. Реальная характеристика отличается от номинальной на величину равную погрешности.

5.Порог чувствительности Δ_о – минимальное изменение входного сигнала, вызывающее минимальное изменение выходного сигнала.

6. Диапазон измерения 0Х_Н – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допустимые погрешности.

7.Быстродействие – время, которое затрачивается на измерение и может выражаться через постоянную времени Т ( ).Постоянная времени Т есть условное время изменения выходной величины от начального значения до вновь установившегося значения, если бы это изменение происходило с максимальной постоянной скоростью.

8.Δ = У-У_ном - абсолютная погрешность по выходу: У – реальное значение сигнала;

У_ном - номинальное значение сигнала.

11. δ = Δ / У относительная погрешность по выходу.

12. γ= Δ / У_max-У_min приведенная погрешность по выходу.

,

Билет №22

1. Аппаратные и цифровые регуляторы локальных сар Регуляторы р25(аппаратно-технический комплекс Контур-1)

Содержит измерительный блок Р – 012 или Р – 013 и регулирующий блок Р – 011, одинаковый для всех модификаций приборов.

Измерительный блок включает в себя сумматор 1, нормирующий операционный усилитель 2, построенный по интегральной микросхеме (ИМС), и стабилизированный источником напряжения постоянного тока 3.

В сумматоре измерительного блока Р – 012 суммируются сигналы от датчиков и сигнал от моста (задатчик – корректор). Суммарный сигнал выпрямляется, фильтруется и поступает на вход нормирующего операционного усилителя.

Электронный блок Р – 011 предназначен для формирования закона регулирования и коммутации в выходных цепей. Он включает в себя демпфер 4, суммирующий усилитель 5, схему сравнения 6, выходные ключи 7, операционный усилитель обратной связи 8, инерционное звено блока отрицательной обратной связи 9. Сигнал рассогласования с измерительного блока поступает на демпфер 4, представляющий собой RC – звено с регулируемой постоянной времени демпфирования Т_дф. С выхода демпфера сигнал поступает на вход суммирующего усилителя 5, выполненного на ИМС, где суммируется с сигналом обратной связи, поступающим с выхода звена 10.

Как известно, наиболее важным функциональным узлом систем автоматического управления являются регуляторы, которые реализуются в микропроцессорной САУ программным путем и являются (из-за наличия в системе квантования по времени и уровню) цифровыми регуляторами.

Регуляторы разделяют на две группы: параметрически оптимизируемые и структурно оптимизируемые.

К параметрическим оптимизируемым регуляторам относятся классические виды регуляторов типа П-регулятор, ПИ-регулятор, ПИД-регулятор и их модификации. К структурно оптимизируемым - компенсационные регуляторы и регуляторы состояния.

Компенсационные регуляторы проектируются с таким расчетом, чтобы снизить влияние некоторых параметров объекта на качество управления. При этом различают следующие модификации регуляторов этого типа:

- компенсатор - ликвидирует воздействие объекта в особых точках передаточной функции (нули и полюса);

- апериодический регулятор - обеспечивает окончание переходного процесса при ступенчатом возмущении за заданное время;

- регулятор-предиктор - регулятор с предсказанием реакции; модель объекта включается в обратную связь регулятора;

- регулятор с минимальной дисперсией - применяется в стохастических системах; минимизирует дисперсию значений регулируемой переменной.

Рассмотренные выше регуляторы называют регуляторами "входа-выхода", так как они контролируют входную и выходную величины и вырабатывают управляющее воздействие согласно определенному закону управления.