Моделирование средств измерений. Структурные элементы(блоки) и схемы средств измерений.
Построение и изучение СИ невозможно без математических моделей, адекватно описывающих те или иные их свойства и характеристики. В метрологии используется моделирование измерительных сигналов и моделирование средств измерений. Структурная схема — условное обозначение измерительной цепи (канала или тракта) СИ с указанием преобразуемых величин. Структурные элементы могут быть классифицированы по ряду признаков. По типу выходного сигнала они разделяются на активные, генерирующие физические величины — носители энергии (например, аккумуляторы, усилители сигналов разного рода, источники света, излучения и др.), и пассивные, свойства которых зависят от состояния материи и выражаются физическими величинами, не являющимися носителями энергии (например, электрические сопротивления, емкости, индуктивности, оптические элементы — призмы, зеркала и др.). По виду связи между входной и выходной величинами структурные блоки делятся на линейные и нелинейные. Линейными называются блоки, передаточные функции которых удовлетворяют условиям аддитивности f[X1(t) + X2(t)] = f[X1(t)] + f[X2(t)] и однородности f[CX(t)] = Cf[X(t)]. Структурные схемы СИ очень разнообразны. Однако в зависимости от соединения элементов структурной схемы различают два oсновных их вида: прямого и уравновешивающего (компенсационного) преобразования измерительного сигнала. Они существенно различаются по составу результирующей погрешности измерений и ее зависимости от погрешностей отдельных элементов структурной схемы.пример:
Рис. 11.21. Структурная схема термоэлектрического термометра (Термопара (ТП),усилитель (У),регистрирующее устройство (РУ)).
БИЛЕТ№13 1. Структурная схема прямого преобразования. Уравновешивающее преобразование. Измерительно-информационные системы (ИИС). Виды совместимости ИИС.
Рис. 1Структурная схема прямого преобразования K1, K2,...,Kn– это звенья с коэффициентами преобразования K1, K2,...,Kn., причем Особенность уравновешивающего или, как еще говорят, компенсационного преобразования состоит в том, что выходная величина средства измерений Uвых (рис. 11.24) подвергается обратному преобразованию в величину U'm, однородную с входной величиной ΔU. Следовательно, используется отрицательная обратная связь.
Цепь прямого преобразования
Цепь обратного преобразования Измерительная информационная система (ИИС) - это совокупность функционально объединенных измерительных,вычислительных и других вспомогательных технических средств, для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью представления потребителю в требуемом виде, либо автоматического осуществления логических функций контроля, диагностики, идентификации и др. Применительно к ИИС существует пять видов совместимости: • информационная, которая предусматривает согласованность входных и выходных сигналов по видам и номенклатуре, информативным параметрам и уровням; • конструктивная, обеспечиваемая согласованностью эстетических требований, конструктивных параметров, механических сопряжений блоков при их совместном использовании; • энергетическая, предполагающая согласованность напряжений и токов, питающих блоки; • метрологическая, обеспечивающая сопоставимость результатов измерений, рациональный выбор и нормирование метрологических характеристик блоков, а также согласование параметров входных и выходных цепей; • эксплуатационная, т.е. согласованность характеристик блоков по надежности и стабильности, а также характеристик, определяющих влияние внешних факторов.
|
, где 
и Ui-1–входные и выходные сигналы i-го звена
