ЕКЗАМЕНАЦІЙНИЙ БІЛЕТ № 23
Класифікація засобів вимірювань. Структурні схеми та особливості роботи. - (30 балів)
Засобами вимірювальної техніки (ЗВТ) називають технічні засоби, які застосовуються під час вимірювань і мають нормовані метрологічні характеристики (МХ). Метрологічними називаються ті характеристики засобів вимірювань, від яких залежить точність результатів, одержаних за їх допомогою.
До засобів вимірювальної техніки відносяться засоби вимірювань (ЗВ) та вимірювальні пристрої. Засіб вимірювання це ЗВТ, який реалізує процедуру вимірювань. Види ЗВ: вимірювальні прилади, вимірювальні канали, вимірювальні системи, кодові ЗВ (АЦП), реєструвальні ЗВ. Вимірювальний пристрій (ВП) - ЗВТ, в якому виконується лише одна зі складових частин процедури вимірювань (вимірювальна операція). ВП це міри, набори і магазини мір, компаратори, вимірювальні перетворювачі (давачі, сенсори), масштабні перетворювачі та обчислювальні компоненти.
Міра - ВП, що реалізує відтворення та (або) збереження ФВ заданого розміру (однозначна міра) або ряду розмірів (багатозначна міра). Наприклад, магазин опору, індуктивності, ємності.
Вимірювальний перетворювач - ВП, що реалізує вимірювальне перетворення вхідного вимірювального сигналу на вихідний сигнал, зручний для дальшого перетворення, обробки, зберігання чи передавання вимірювальної інформації, але не для безпосереднього сприймання спостерігачем. Наприклад, калібрований шунт, вимірювальний трансформатор, атестована термопара. Первинний вимірювальний перетворювач (сенсор) перший взаємодіє з об'єктом вимірювань.
Вимірювальний прилад - 3В, в якому створюється візуальний сигнал вимірювальної інформації, який придатний для безпосереднього сприймання спостерігачем завдяки наявності відлікового пристрою (шакала з вказівником, цифрове табло), наприклад, вольтметр, ватметр, термометр.
Вимірювальна система (ВС)- сукупність вимірювальних каналів (3В і засобів зв'язку, для створення сигналу про одну ФВ), вимірювальних пристроїв та інших технічних засобів об'єднаних для створення сигналів вимірювальної інформації про декілька вимірюваних ФВ. Найчастіше ВС призначена для вироблення сигналів у формі, придатній для автоматичної обробки, передачі і (або) використання вимірювальної інформації в автоматизованих системах управління.
Вимірювальні системи можна вважати різновидом вимірювальних інформаційних систем (ВІС), до яких належать також системи автоматичного контролю, системи технічної діагностики і системи розпізнавання образів. ВІС також входять до окладу автоматизованих систем управління. Отже, ВІС це сукупність ЗВТ, засобів контролю, діагностики та інших технічних засобів для створення сигналів вимірювальної та інших видів інформації. Незалежно від виду інформації, що формується будь-якою ВІС основним елементом її є ЗВТ.
Структурні схеми і види перетворень
Структурні елементи кола перетворення 3В можуть бути з'єднані послідовно, паралельно, зустрічно-паралельно і змішано. Розрізняють методи прямого, зрівноважувального і комбінованого перетворень.
Пряме перетворення характерне тим, що передача вимірювальної інформації відбувається тільки в одному напрямі - від входу до виходу без зворотного зв'язку між ними:
Зрівноважувальне перетворення полягає в тому, що вхідна величина зрівноважується іншою однойменною величиною. Існує два види зрівноважувального перетворення: слідкуюче (від'ємний зворотний зв'язок міх виходом і входом) і розгортальне (автономне). Слідкуюче може бути з статичною або з астатичною характеристикою перетворення.
У випадку слідкуючого перетворення вхідна величина Х зрівноважується вихідною величиною ХК=К2Y кола зворотного перетворення, де К2 - коефіцієнт перетворення, а Y -вихідна величина всього кола перетворення.
На вхід кола прямого перетворення надходить різниця (Х = Х - XK=X - K2Y, яка завдяки значному коефіцієнту підсилення K1 прямого кола і глибокому від'ємному зворотному зв'язку стає настільки малою, що можна вважати Х = ХК і за відомими значеннями К2 і Y, а також XK = K2Y визнач...
