- •1.Типовой измерительный канал и типовые задачи первичной обработки информации в асутп.
- •2. Частота опроса датчиков технологических параметров в асутп.
- •Определение частоты опроса технологических параметров с помощью увм.
- •3.Фильтрация измеряемых величин от помех.
- •4.Коррекция показаний датчиков при отклонении условий измерения от нормальных
- •5.Расчет действительных значений измеряемых величин в физических единицах по кодам ацп.
- •6.Алгоритм контроля достоверности исходной информации.
5.Расчет действительных значений измеряемых величин в физических единицах по кодам ацп.
Сигнал измеряемой величины, поступающий от датчика в УВМ, преобразуется в аналого-цифровом преобразователе в число, вернее в двоичный код, который определяет не собственно измеряемою величину, а значение выходного сигнала датчика, функционально связанного с измеряемой величиной. Для решения задач контроля и управления необходимо иметь не выходной сигнал датчика, а саму измеряемую величину, выраженную в физических единицах измерения (0С, Мпа, м3/ч и др.).
(1)
y=F(x),
где F(x) – монотонная функция, называемая статистической характеристикой датчика.
(2)
x=F’(y)=f(y),
где f(y) – функция, обратная статистической характеристике датчика, называемая его градировочной характеристикой.
На практике встречаются три основных варианта градуировычных характеристик:
-
(3)
Линейные, описываемые зависимостью:
y=ax+b,
(4)
x=(y-b)/a,
где а и b – постоянные коэффициенты.
Такими характеристиками обладают, например, датчики давления, уровня, pH – метры, ротаметры, многие автоматические газоанализаторы, датчики химического состава и др. измерительные преобразователи.
-
Нелинейные, описываемые известной аналитической зависимостью. Типичным примером могут служить расходомеры переменного перепада давления с градировочной характеристикой вида:
(5)
где a – постоянный коэффициент (если условия измерения соответствуют градуировочным).
-
Нелинейные, заданные градуировочной таблицей. К этой группе относятся, например, термопара и термометры сопротивления.
Градуировочные характеристики, заданные таблицей, чаще всего, аппроксимируют аналитическими выражением, которое в дальнейшем и используется для расчета оценок измеряемой величины.
Аппроксимирующая функция обычно является многочленом степени n в виде:
(6)
где ak – коэффициенты, определяемы, например, по методу наименьших квадратов, т.е. из условия:
(7)
(8)
КАЦП= КМ*y ,
где КМ – масштабный коэффициент, численное значение которого определяется коэффициентом усиления нормирующего преобразователя НП и разрядностью АЦП (рис.1)
Д
НП
КС
АЦП
x y y1 y2 y3 KАЦП
Рис.1. Типовой измерительный канал АСУ ТП: Д- датчик, НП – нормирующие преобразователь, КС – коммутатор сигналов, АЦП – аналого-цифровой преобразователь.
Величина КМ легко может быть определена по формуле:
(9)
(10)
где N число двоичных разрядов АЦП.
ymax , ymin = соответственно максимальное и минимальное значение выходного сигнала датчика.
(10)