29) Автоматизация измерений.

Информационно – измерительные системы.

При автоматизации производственных и технических процессов, требуется за ограниченное время одновременно измерять, регистрировать и перерабатывать значительные потоки информации при минимальном участии человека. Это осуществляется с помощью вычислительных систем на основе микропроцессора. Используются как специализированные, так и универсальные микропроцессоры. Информационно измерительные системы, в зависимости от выполняемых функций, разделяются на измерительные, автоматического контроля, технической диагностики и идентификации.

Измерительные ИИС выполняют прямые косвенные и совокупные измерения с собственной математической обработкой и выдачей числового значения измеренной физической величины.

ИИС автоматического контроля предназначены для установления соответствия между состоянием объекта контроля и заданной нормой и выдают информацию об отклонениях.

ИИС технической диагностики дают информацию о неисправностях и повреждениях в каких-либо системах, позволяют отыскать места и причины повреждений и восстановить нормальную работу объекта.

Идентификационные ИИС - системы распознавания образов.

1 8) Измерение постоянной составляющей сигнала. Для измерения напряжения используются следующие методы: а) Метод калиброванной шкалы - основан на использовании предварительно откалиброванного аттенюатора канала вертикального отклонения (ВО). Исследуемое напряжение определяется по формуле, как и постоянная составляющая, причем h- число делений соответствующее амплитуде напряжения. Погрешность этого метода составляет 5-10% б) Метод сравнения - основан на поочередном измерении измеряемого сигнала и калиброванного сигнала, учитывая, что функция преобразования канала ВО линейна. в) Нулевой метод - реализуется на базе осциллографов, которые снабжены дифференциальным усилителем канала ВО. Измерение тока.

Ток измеряется косвенно, по падению напряжения на сопротивлении известной величины. Измерение частоты с помощью осциллографа: а) Косвенное измерение f_X=1/T_X, где T_X - период сигнала, определяемый по масштабной сетке экрана осциллографа, аналогично тому, как измеряется напряжение. б) По фигурам Лиссажу в) Измерение частоты в режиме круговой развертки . Измерение фазового сдвига: а) Метод 2-х лучевого осциллографа

Изображаются 2 сигнала, фазовый сдвиг между которыми равен ∆T=φ. Такое измерение является косвенным и формула для определения фазового сдвига имеет вид:φ=∆T*360/T

б)По фигурам Лиссажу

в)Компенсационный метод измерения фазового сдвига Измерение комплексного сопротивления с помощью осциллографа: Схема:

Измерение частоты и временных интервалов – аналогичные вышеприведенные осциллографические методы.

20)Детекторы свз, скз и пиковые

Действующее знач.

U 1(первый диод)

U2(второй диод)

И змеряемый ток любой формы вызывает отклонение подвижной части прибора пропорц-е знач-ю велны, выделенной детектором (среднее,средневыпр, дейсвующ или амплитудн знач). Связь м/у этими вел-ми опред коэф-том амплитуды и формы:Ku=U_m/U, K_Ф=U/U_СВЗ. Эти коэф-ты различны для разных форм сигналов.В зав-ти от сис-мы применяемого прибора,типа и режима работы измерит преобразователя и градуировки шкалы прибора его показания могут соотв-ть среднему,среднеквадр-му или пиковому амплит знач измеряемого U. В соотв с измер параметром разл-т вольтметры амплитудного,СВЗ и СКЗ знач-я.Градуировку больших шкал вольтметров,кроме импульсных,произв в среднеквадр знач sin-го U.При известных Ка и Кф измеряемого U по одному из них можно найти 2 других.При измер U неsin-ой формы показания таких приборов должны быть переоценены.В рез-те измерений внося поправки в соотв со знач Ках и Кфх.Например Ux=Uk*Kфх/Кф. Макс знач погр-ти,вызв отклонением формы сигнала от sin-ой для вольтметра среднего знач сост ±20%.В ампл детекторах аналогичная погр-ть м достигаться 100-ми %.Показания вольт-ра лишь тогда не зав-т от формы U,когда шкала прибора градуирована в знач пар-ра,на кот реагирует его детектор.

2 2)Аналоговые измерители f, φ, Т. Аналоговые стрелочные частотомеры. Аналоговые частотомеры по применяемому измерительному механизму бывают электромагнитной, электродинамической и магнитоэлектрической систем. В основе работы их лежит использование частотозависимой цепи, модуль полного сопротивления которой зависит от частоты. В аналоговой аппаратуре из сигнала измеряемой частоты сначала формируют импульсы тока или напряжения, амплитуда н форма которых неизменны, а затем измеряют постоянную составляющую тока или напряжения этих импульсов стрелочным прибором магнитоэлектрической системы. Постоянная составляющая прямо пропорциональна частоте импульсов, поэтому можно пользоваться равномерной (линейной) шкалой измерительного прибора. аналоговые частотомеры существенно проще, дешевле и доступнее цифровых. В некоторых случаях, например, при плавной подстройке частоты, следить за показаниями по цифровому частотомеру неудобно, тогда как аналоговый частотомер позволяет наблюдать динамику процесса. Основным недостатком большинства конструкций аналоговых частотомеров является возрастание абсолютной погрешности измерения при расширении частотного диапазона в сторону высоких частот.