Главная Обратная связь

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Структурные схемы измерительных устройств



Измерительное устройство (ИУ) — это устройство, обеспечивающее получение информации о значе­нии измеряемой величины независимо от того, имеется на выхо­де указатель или нет, и независимо от того, куда поступает информация. Если указатель на выходе есть, то ИУ называют прибором, если нет — за ИУ либо сохраняют название «изме­рительное устройство», либо называют «измерительной аппара­турой» или «измерительным каналом».

Измерительные устройства для измерения как электрических, так и неэлектрических величин электрическими методами выпол­няются в соответствии с методами прямого и уравновешиваю­щего преобразования. На рис. 2.20 изображены структурные схемы ИУ прямого (а) и уравновешивающего (б) преобразований.

Рис. 2.20. Структурные схемы измерительных устройств.

а — прямое преобразование; б — уравновешивающее преобразование.

 

Для ИУ по схеме прямого преобразования характерно последовательное соединение преобразователей П1, П2, …, Пп между собой и, следовательно, последовательное прохождение измеряемого сигнала в процессе преобразования через все преобразователи канала. Если ИУ предназначено для измерения неэлектрической величины, то первые два преобразователя составляют датчик. При этом первый преобразователь играет роль чувствительного элемента, воспринимающего измеряемый физический параметр, а второй является вторичным преобразователем датчика, преобразующим выходной параметр чувствительного элемента в электрический сигнал или параметр. Чаще всего чувствительный элемент преобразует измеряемую величину в перемещение подвижной части вторичного преобразователя. Например, в датчике давления измеряемое давление преобразуется в перемещение верхнего центра мембраны, являющейся чувствительным элементом. Тип вторичного преобразователя может быть разным в зависимости от целого ряда факторов (индуктивный, емкостный и т. д.).

Назначение последующих преобразователей зависит от требуемой формы выходного сигнала. Если на выходе ИУ стоит указатель (Пп), являющийся электромеханическим устройством, то выходной параметр датчика должен быть преобразован в величину, которая может воздействовать на это устрой­ство и мощность которой была бы достаточна для его работы. Если измерительная информация с датчика поступает на регистрирующие устройства или в системы управления, то вы­ходной параметр датчика преобразователями П3,..., Пп преоб­разуется в ток, напряжение, частоту или число импульсов. Некоторые из этих преобразователей являются согласующими. Здесь же следует отметить, что отдельные преобразователи или группа преобразователей ИУ прямого преобразования могут быть охвачены отрицательной обратной связью, т. е. могут рабо­тать по методу уравновешивающего преобразования (например, усилитель с отрицательной обратной связью). Общей структуры ИУ это не изменяет, но при исследовании точности канала изме­рения должно учитываться.



Структурная схема уравновешивающего преобразования (рис. 2.20,б), кроме цепи прямого преобразования, имеет еще цепь обратного преобразования (обратную цепь, обратную связь). С помощью цепи обратной связи выходной параметр Y преобразуется в величину Хо.с, имеющую тот же физический характер, что и измеряемое воздействие X. Обратная связь ИУ отрицательная, поэтому на входе в общем случае в любой момент времени будет действовать разность

∆Х=Х — Хо.с.

Если ИУ выполнено как астатическая система, то процесс уравновешивания (нарастания величины Хо.с.) будет происхо­дить до тех пор, пока Хо.с. не станет равной X (для идеальной системы), т. е. пока ∆Х не станет равно нулю. Астатическая измерительная система характеризуется наличием интегрирующего преобразователя в основной цепи. Разновидностью астатической системы является следящая система (отрабатывающее устройство). Последняя характеризуется отсутствием преобразователя в обратной цени, в связи с чем коэффициент обратной связи равен 1. Следящие системы широко используются в приборостроении для воспроизведения (повторения) входной величины.

В статических измерительных системах величина сигнала Хо.с на выходе преобразователя цепи обратной связи всегда меньше измеряемого сигнала. Выходной сигнал при этом оказывается пропорциональным рассогласованию ∆Х=Х— Хо.с .

Рассмотренные структурные схемы построения ИУ охватывают практически все виды измерительной аппаратуры, как аналоговой, так и дискретной.


Эта страница нарушает авторские права

allrefrs.ru - 2019 год. Все права принадлежат их авторам!