Эталонный ответ контрольного задания № 12

12.1. Структурная схема имеет вид:

12.2. Процесс измерения осуществляется в передающей части ТИС.

12.3. В ТИС используются: временное разделение сигналов; частотное разделение сигналов.

12.4. При передаче сигнала на небольшие расстояния (до 3 км) используется амплитудная модуляция, т.к. действие помех при коротких линиях связи будет небольшим. При амплитудной модуляции сигналы легко преобразуются и обеспечивается достаточно высокое быстродействие системы.

12.5. Для усиления сигналов постоянного тока в ИИС обычно используются прецизионные операционные усилители и усилители с преобразованием спектра входного сигнала (МДМ-усилители).

12.6. По заданию время коммутации одного канала не должно превышать 0,12 мс, поэтому коммутатор может быть реализован только на бесконтактных элементах (диоды, транзисторы, управляемые диоды)

12.7. Сравнивающие устройства содержат усилители и пороговые устройства типа триггеров.

12.8. Принцип работы аналогового сравнивающего устройства (компаратора) состоит в следующем: на один из входов сравнивающего устройства подается измеряемый сигнал, а на другой вход - опорный сигнал, значение которого в каждый момент времени точно известно. При равенстве измеряемой величины и опорного сигнала, сравнивающее устройство выдает сигнал, при помощи которого фиксируется значение измеряемой величины.

12.9. В ТИС используются пошаговая и циклическая виды синхронизации.

12.10. В параллельном дискретном делителе напряжения используются весовые резисторы, значения сопротивлений которых выбираются в соответствии с принятым кодом. Выходное напряжение преобразователя пропорционально суммарной проводимости параллельно включенных резисторов, соответствующих преобразуемой кодовой комбинации.

Контрольное задание № 13

Разработать мультиплицированную ИИС для измерения n величин переменного напряжения в диапазоне от 0 до 220 В.

При подготовке и обосновании решения ответьте на следующие

вопросы.

13.1. Какова структура и из каких функциональных блоков состоит ИИС?

13.2. Для решения какой задачи измерения используются ИИС мультиплицированной структуры?

13.3. В какой момент в мультиплицированных структурах ИИС производится отсчет значения измеряемой величины?

13.4. В каком случае в ИИС используются многоступенчатые коммутаторы на полупроводниковых приборах?

13.5. Объясните назначение нормирующих усилителей в ИИС.

13.6. Какие усилительные устройства могут быть использованы в ИИС в качестве нормирующих усилителей?

13.7. Какую функцию выполняет в ИИС ЦАП?

13.8. Какие типы АЦП используются в ИИС?

13.9. Объясните принцип работы АЦП поразрядного уравновешивания.

13.10. Назовите составляющие статических погрешностей АЦП.

1. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. - М.: Высшая школа, 1985, 483с.

2. Кончаловский В.Ю. Цифровые измерительные устройства. - М.: Энергия, 1985.

3. Душин Е.М. (ред.) Основы метрологии и электрические измерения. - Л.: Энергоатомиздат, 1987, 480 с.

Эталонный ответ контрольного задания № 13

13.1. Структурная схема имеет вид:

13.2. Для измерения значений физических величин одной физической природы.

13.3. Значение измеряемой величины определяется по значению компенсирующего кода в момент равенства входной и компенсирующей величины на входе аналогового сравнивающего устройства компаратора.

13.4. В ИИС многоступенчатые коммутаторы используются в том случае, когда погрешность коммутатора, определяемая числом коммутируемых источников сигналов и соответствующими утечками, становится недопустимо большой.

13.5. Основное назначение нормирующих усилителей связано с приведением аналоговых измерительных сигналов к диапазону стандартных значений.

13.6. В качестве нормирующих усилителей могут быть использованы усилители постоянного тока, коэффициент передачи которых может быть изменен в широких пределах, так чтобы имелась возможность как усиления сигнала, так и его ослабления.

13.7. Цифро-аналоговый преобразователь в ИИС служит для преобразования в аналоговый сигнал, пропорциональный опорному напряжению и входному коду.

13.8. В ИИС используются АЦП следующих типов: параллельные АЦП; поразрядного уравновешивания; интегрирующие АЦП; АЦП частотного преобразования; АЦП временного преобразования.

13.9. Устройство управления выдает цифровой код на отсчетное устройство и ЦАП. С выхода последнего аналоговая величина подается на один вход сравнивающего устройства, а на другой вход подается преобразуемая величина. В момент равенства этих величин сравнивающее устройство выдает сигнал, который прекращает выдачу цифрового кода устройством управления.

13.10. Статические погрешности АЦП складываются из следующих составляющих:

1. Погрешность дискретности; 2. Погрешность реализации уровня квантования; 3. Погрешность из-за наличия порога чувствительности или нестабильности порога чувствительности сравнивающего устройства; 4. Погрешность из-за действия помех.

Контрольное задание № 14

Разработать многоточечную ИИС для измерения в 10 точках величины деформации с цифровой обработкой измерительной информации.

При подготовке и обосновании решения ответьте на следующие вопросы.

14.1. Какова структура и из каких основных функциональных блоков состоит структурная схема ИИС?

14.2. На каких физических эффектах может быть основана работа датчиков деформаций?

14.3. Какие накладные датчики обычно используются для измерения механических деформаций твердых тел?

14.4. Объясните принцип работы, назовите область применения тензорезистивных датчиков.

14.5. Какие схемы включения тензорезистивных датчиков используются в измерительных устройствах?

14.6. Назовите шкалы номинальных величин напряжений, используемых в приборах АСЭТ-Ш.

14.7. Какие типы усилителей постоянного тока используются в измерительных устройствах?

14.8. Какие задачи решаются нормирующими преобразователями в ИИС?

14.9. Какую функцию выполняют коммутаторы в ИИС?

14.10. Какие виды коммутаторов используются в ИИС?

14.11. Какие параметры коммутаторов влияют на передаваемые сигналы?

14.12. Какую функцию выполняет в ИИС АЦП?

14.13. Какие основные типы аналого-цифровых преобразователей используются в ИИС?

1. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы.-М.: Высшая школа, 1985.- 483 с.

2. Кукуш В.Д. Электрорадиоизмерения.-М.: Радио и связь, 1985.

3. Душин Е.М. (ред.) Основы метрологии и электрические измерения.-Л.: Энергоатомиздат, 1987.-480 с.