6. Технические средства получения информации о состоянии объекта управления. Измерительные преобразователи
Устройства получения информации предназначены для сбора и преобразования информации без изменения ее содержания о контролируемых и управляемых параметрах технологических процессов. Входом устройств являются естественные или унифицированные сигналы, выходом – соответствующие значения унифицированных сигналов.
К устройствам для получения информации о состоянии процесса относят чувствительные элементы или собственно датчики, измерительные преобразователи и нормирующие преобразователи. К этой же группе устройств относятся релейные (позиционные) преобразователи.
Датчики физических величин воспринимают контролируемый параметр и преобразуют его в величину, удобную для передачи по каналам связи или дальнейшего преобразования. Стоимость датчиков в АСУ ТП составляет 40 % стоимости всего оборудования, что свидетельствует о большом удельном весе этой группы устройств комплекса технических средств.
Измерительные преобразователи переводят выходной сигнал датчиков в выходную физическую величину: перемещение, усилие, сопротивление, напряжение, ток, частоту.
Нормирующие преобразователи переводят выходной сигнал измерительных преобразователей с естественным выходом сигналов в унифицированный сигнал. Унифицированным сигналом называют сигнал дистанционной передачи информации с унифицированными параметрами, обеспечивающий интерфейс между блоками, приборами и установками.
В зависимости от вида сигнала на входе измерительные преобразователи разделяются на три группы:
1. Преобразователи, имеющие на входе и выходе одинаковые физические величины, например делители напряжения, измерительные трансформа-торы.
2. Преобразователи, имеющие на входе и выходе различные физические величины. К ним относятся измерительные преобразователи неэлектрических величин – давления, температуры, расхода, влажности и т.п.
3. Преобразователи структуры сигнала аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, преобразователи кода, преобразователи напряжения в частоту и т.п.
|
Рис. 4.5 Классификация измерительных преобразователей по виду вырабатываемой измерительной информации |
Элементная база современных аналоговых измерительных преобразователей использует два типа технологии производства функциональных элементов: полупроводниковой и технологии изготовления интегральных микросхем.
Наряду с традиционными аналоговыми измерительными преобразователями в последние годы наметилась тенденция к созданию микропроцессорных измерительных преобразователей, что позволяет использовать цифровые датчики с микропроцессорными измерительными преобразователями, входные схемы которых выполнены на сменных платах с нанесенными на них интегральными схемами (называемых «чипами»). Для каждого типа датчика подбирается определенный чип без перестройки схемы самого преобразователя. Конструктивное исполнение измерительных преобразователей аналоговых систем контроля и регулирования обычно отвечает общему принципу построения того агрегатного комплекса приборов, в который они входят. В зависимости от числа точек измерения монтаж измерительных преобразователей может быть индивидуальным (моноблочное исполнение) и групповым (мультиблочное исполнение).