12

Министерство образования и науки Российской Федерации

Алтайский государственный технический университет

имени И.И. Ползунова

Бийский технологический институт

Кафедра МСИА

Реферат

по курсу «Основы проектирования приборов и систем»

Прибор как каскад преобразователей сигналов

Выполнили: студенты группы ИИТ-01 Кобяков А.В.,

Охотников А.А.

Руководитель: доцент Сыпин Е.В.

Бийск – 2004

Содержание

Введение 3

Структура измерительного прибора 5

1 Измерительные приборы прямого действия 6

2 Измерительные приборы уравновешивающего преобразования 8

Заключение 11

Список использованных источников 12

Введение

Измерительное преобразование это такой вид преобразования, при котором устанавливается однозначное соответствие между значениями двух величин (входной и выходной). Зависимость между этими величинами стремятся сделать линейной. Диапазон преобразования определяется множеством значений входной величины, подвергаемой преобразованию. Измерительное преобразование используют в тех случаях, когда нельзя непосредственно сравнить измеряемую величину с воспроизводимой единицей физической величины.

Сигнал измерительной информации – сигнал, функционально связанный с измеряемой физической величиной и несущий информацию о ее значении.

Измерительные преобразователи – средства измерений, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем. Принцип их действия основан на различных физических явлениях. Измерительные преобразователи преобразуют любые физические величины (электрические, неэлектрические, магнитные) в выходной электрический сигнал. Различают преобразователи непрерывной величины в дискретную; первичные преобразователи (датчики), к которым подводится измеряемая величина; промежуточные, включенные в измерительную цепь после первичного; масштабные, предназначенные для изменения значения величины в некоторое число раз; обратные, включенные в цепь обратной связи; передающие; сравнения, предназначенные для сравнения измеряемой величины с мерой; выходные.

К измерительным преобразователям можно отнести преобразователи переменного напряжения в постоянное, делители тока, напряжения, измерительные трансформаторы напряжения и тока, усилители, компараторы, аналого-цифровые преобразователи, цифро-аналоговые преобразователи и др.

Измерительные приборы – это средства измерений, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы представляют собой различное сочетание измерительных преобразователей, выполняющих определенные функции, и отсчетного устройства.

Измерительные приборы являются наиболее распространенными средствами измерений. Они разнообразны вследствие различных измерительных задач и требований, предъявляемых к приборам.

Целью данного реферата является рассмотрение структуры измерительных приборов, представляющей собой сочетание в каскадах различных преобразователей.

Структура измерительного прибора

Структура измерительного прибора (ИП) в общем виде показана на рисунке 1 [3]. Здесь на ИП и выходной сигнал у воздействуют как параметры z₁, z₂, ..., z_n, так и q₁, q₂, ..., q_n – значения внутренних, конструктивных, геометрических или других параметров (тип материала, трение, контактная ЭДС и ряд других дестаби­лизирующих внутренних факторов), которыми характеризуется данный ИП; z_i – значения внешних неинформативных параметров, воздействующих на ИП (влажность, температура, давление и др.).

Рисунок 1 – Структура измерительного прибора в общем виде

Измерительные приборы делят на два класса: измерительные приборы прямого действия и измерительные приборы уравновешивающего (компенсационного) преобразования, или приборы сравнения.

В зависимости от схемы преобразования – прямое или уравновешивающее – типовая структура может быть разомкнутой и замкнутой. Разомкнутые структуры могут быть последовательного или парал­лельного вида. На рисунке 2 представлены примеры разомкнутых структур (прямого преобразования) [3].

Рисунок 2 – Разомкнутые структуры измерительного прибора: последовательная (а) и параллельная (б)

Структура замкнутого вида (уравновешивающего преобразования) приведена на рисунке 3 [3].

Рисунок 3 – Замкнутая структура измерительного прибора: КПП – канал прямого преобразования; КОП – канал обратного преобразования

Замкнутые структуры подразделяют на статические и астатические. Каждый из каналов (КПП и КОП) преобразования может состоять из последовательных, параллельных либо последовательно-параллельных звеньев. Обязательным условием работы системы статического вида является . Особенность СИ со структурой статического вида состоит в том, что погрешность в ней хуже астатической из-за наличия выходного указа­теля. Астатическая система отличается от статической тем, что в ее структуре присутствует элемент памяти. Наличие элемента памяти обеспечивает поддержание выходного сигнала даже при значении.