Аналоговые методы и средства регистрации

5.1. Общие сведения

Под регистрацией будем понимать процедуру запоминания и хра­нения в любой форме достаточно больших объемов информации. Хо­рошо всем знакомы примеры бытовых регистрирующих средств измерений: медицинский ртутный термометр, индукционный элект­рический счетчик активной энергии, спортивно-медицинский ди­намометр. Но эти устройства регистрируют только одно (обыч­но последнее) значение измеряемой величины, т.е. являются реги­страторами для статических моделей объекта исследования. Обычный фотоаппарат также может быть отнесен к статическим регистрато­рам, правда, не измерительным. Кинематограф, видеотехника  это уже динамическая регистрация (но тоже не измерительная).

К группе аналоговых динамических методов и средств измери­тельной регистрации относятся такие, в которых бесконечное мно­жество значений входного непрерывного (аналогового) сигнала преобразуется в другое бесконечное множество значений выход­ного сигнала-образа (в частности, видимого изображения), пред­ставленного в различных аналоговых формах (диаграмма на бума­ге, запись на магнитном носителе, изображение на экране и т.п.) с заданной достоверностью.

К цифровым методам отнесем такие, в которых бесконечное множество значений входных непрерывных сигналов преобра­зуется в конечное множество дискретных во времени и кванто­ванных по уровню значений. При этом выходная информация может быть представлена в аналоговой (точнее псевдоаналого­вой) форме.

В настоящее время в практике динамических исследований чаще других используются следующие основные методы аналоговой реги­страции (Analog Recording):

• видимая запись на поверхности твердого носителя (бумага, пленка);

• запись на магнитном носителе;

• хранение электрического заряда в диэлектрике.

Каждый из этих методов можно классифицировать на группы; Некоторые из них представлены достаточно разнообразно.

Первый метод реализуется в самопишущих приборах и светолучевых осциллографах. Второй метод представлен магнитографами, которые, кстати сказать, являются измерительными преобразова­телями, а не приборами; третий  аналоговыми запоминающими осциллографами.

В настоящее время среди средств аналоговой регистрации наи­более широко распространены электронные самопишущие при­боры для регистрации различных сравнительно медленно меняю­щихся величин (температуры, относительной влажности, давле­ния, электрических параметров и др.). До сих пор, если требуется регистрировать достаточно высокочастотные процессы (полоса частот сотни герц  единицы килогерц), используются светолучевые осциллографы. В тех ситуациях, где требуется длительная мно­гоканальная регистрация, возможность работы в полевых услови­ях, применяются измерительные магнитографы.

Аналоговые средства регистрации имеют ряд серьезных недостат­ков: сравнительно невысокую точность (1,0... 5 %), не всегда доста­точное число входных каналов, невысокое быстродействие, невысо­кую надежность (вследствие наличия механических узлов), невозмож­ность автоматизированной обработки результатов записи. Кроме того, их практически невозможно использовать в информационно-из­мерительных системах, системах автоматизированного управления.

Основная тенденция современной измерительной техники  решение задач измерения, регистрации, анализа цифровыми ме­тодами и средствами. Одно из важных преимуществ цифровых из­мерительных регистраторов — легкий переход от процедуры реги­страции к процедуре автоматизированного цифрового анализа. Оче­видно, что с дальнейшим развитием цифровой и аналоговой мик­роэлектроники (схемотехники, технологии), вычислительной тех­ники стоимость цифровых решений в деле регистрации процессов будет быстро снижаться, область применения цифровых методов и средств будет расширяться. Следовательно, роль аналоговых реги­страторов будет и в последующем постоянно уменьшаться.