Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
16.4. УСТРОЙСТВА ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ ПРОЦЕССА
16.4.1. УНИФИЦИРОВАННЫЕ СИГНАЛЫ
Классификация параметров сигналов переносящих информацию
В цифровой форме сигналы представляются числом двоичных разрядов, кратным восьми, т.е. байтами. Байты могут представляться и обрабатываться последовательно или полями, составленными из нескольких байт. Форматы, используемые для представления чисел, имеют фиксированную длину, равную одному или двум байтам. Сообщения большей длины могут передаваться последовательно форматами принятой длины, начиная со старших разрядов.
С каждым байтом может передаваться дополнительный разряд (девятый)- разряд четности (контрольный).
С каждым форматом, представляющим числовое значение величины, могут передаваться:
Первичные измерительные преобразователи (датчики)
Восприятие информации об объектах или процессах осуществляется с помощью устройств, называемых первичными измерительными преобразователями (ПИП).
Множество физико-химических параметров, параметров электрической цепи (R, L, C, U, I, f ) , различных диапазонов изменения как входных, так и выходных приводит к чрезвычайному многообразию ПИП.
Обычно датчики выражают входную информацию в виде эквивалентного электрического параметра (R, L, C, U, I, f ).
16.4.2. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ УСТРОЙСТВ ПОЛУЧЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ О СОСТОЯНИИ ПРОЦЕССА
Функциональные и эксплуатационные возможности устройств этой группы играют ключевую роль в разработке информационной, функциональной и алгоритмической структур систем управления, так как именно с помощью этих устройств получается вся необходимая информация, передаваемая, преобразуемая и используемая устройствами остальных функциональных групп.
Все входные величины датчиков подразделяются на два класса: а) величины, характеризующие протекание процессов (ток, напряжение, перемещение, расход, сопротивление, упругость, масса и т. п.); б) величины, характеризующие свойства и состав веществ (концентрация, температура, влажность и т. п.).
Выходная величина, используемая для передачи информации, обычно модулируется по амплитуде, по временному признаку (частота, фаза и т. д.), по кодовому признаку, а также по пространственному признаку (чередование сигналов в каналах связи).
В настоящее время наиболее употребительными выходными сигналами являются: напряжение постоянного тока низкого уровня, изменяющееся от 0 до 20—100 мВ либо от 0 до 5—100 мА, получаемое от термопар, тензометров и т. п.; напряжение переменного тока до 0,5—1 В с частотой до 100—2500 Гц, получаемое от индуктивных и трансформаторных датчиков; давление воздуха 20—100 кПа; импульсы постоянного и переменного тока, модулированные по амплитуде, ширине, фазе или частоте. Величины унифицированных выходных сигналов установлены стандартами.
Расширение использования информационно-вычислительных и управляющих комплексов в системах управления технологическими процессами выдвинуло ряд новых требований к выходным сигналам датчиков: 1) легкость преобразования сигналов в цифровую форму; 2) возможность простой коммутации без снижения точности передачи информации; 3) обеспечение максимальной унификации выходных сигналов. Этим требованиям удовлетворяют сигналы высокого уровня, время-импульсные сигналы, а также кодовые или цифровые сигналы.
Наиболее приемлемой статической характеристикой для большинства датчиков является линейная характеристика. Для линеаризации датчиков, статическая характеристика которых может быть представлена аналитическими (гладкими) нелинейностями, используются усилители-линеаризаторы. В настоящее время наряду с линейными широкое распространение нашли датчики с различными релейными характеристиками.
Динамическая характеристика датчика определяет поведение датчика при изменениях входной величины и определяется внутренней структурой датчика и его элементов. Динамические свойства датчиков задаются передаточными функциями, дифференциальными уравнениями, переходными, амплитудно-фазовыми, амплитудно-частотными, фазовыми и другими характеристиками.
Порог чувствительности датчика — минимальное изменение входной величины, вызывающее изменение выходного сигнала.
Основная погрешность датчика — максимальная разность между получаемой в нормальных эксплуатационных условиях величиной выходного сигнала и его номинальным значением, определяемым по статической характеристике для данной входной величины. Основная погрешность выражается как в абсолютных, так и в относительных единицах. В последнем случае погрешность обычно относят к разности предельных значений выходной величины и выражают в процентах.
Для наиболее распространенных типов датчиков статические характеристики стандартизируются с указанием допустимых отклонений статических характеристик от номинальных значений. Так, например, номинальные статические характеристики (НСХ) для стандартных типов термоэлектрических преобразователей — термопар — установлены стандартом Международной электротехнической комиссии МЭК 584— 1.1977. Целесообразность введения такой стандартизации НСХ датчиков температуры обусловлена их чрезвычайно широким использованием: в промышленно развитых странах к датчикам температуры относится более 15% всех видов датчиков.
Дополнительные погрешности датчика — погрешности, вызываемые изменениями внешних условий по сравнению с нормальными эксплуатационными условиями. Выражаются обычно в процентах, отнесенных к изменению вызвавшего их фактора (например, температурная погрешность 1,5% на 10°С).