Разновидности измерительных преобразователей.

Измерительный преобразователь - средство измерений, предназначенное для взаимнооднозначного преобразования сигнала измеряемой величины (изменяющаяся во времени измеряемая величина), действующего на входе преобразователя, в выходной сигнал.

Измерительные преобразователи делятся на несколько разновидностей:

1) Датчик (сенсор, первичный измерительный преобразователь) - измерительный преобразователь, на который непосредственно действует измеряемая величина. Под действием измеряемой величины датчик вырабатывает сигнал измерительной информации (сигнал, функционально взаимнооднозначно связанный с сигналом измеряемой величины).

2) Вторичные измерительные преобразователи - усилители, фильтры.

3) Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) - коммутаторы, преобразователи аналоговых величин в цифровой код.

4) Цифроаналоговые преобразователи (ЦАП) - преобразователи цифрового кода в аналоговый сигнал тока или напряжения.

Примеры измерительных преобразователей: термопара, измерительный трансформатор, измерительный усилитель, термометр сопротивления, датчики давления.

4

Типовая структурная схема измерительных информационных систем.

Измерительная информационная система - средство измерений, предназначенное для измерения нескольких однородных или неоднородных величин и представляющее собой совокупность датчиков, измерительных преобразователей и вспомогательных устройств, функционирующих как единое целое.

Обычно ИИС состоит из нескольких (до нескольких тысяч) измерительных каналов. Каждый канал представляет собой последовательное соединение измерительных преобразователей, первым из которых является датчик. С помощью коммутатора, управляемого от процессора, сигналы измерительной информации каждого из каналов поочередно подключаются на вход АЦП, на выходе которого при каждом таком подключении формируется числовой эквивалент значения соответствующей измеряемой величины, как правило, в двоичном коде. Полученные таким образом числа передаются в компьютер (или в процессор), где выполняется сопоставление каждого из этих чисел со шкалой соответствующей измеряемой величины, представленной в компьютере в том же коде. В результате этого сопоставления формируются значения измеряемых величин в их единицах и, тем самым, выполняется прямое измерение.

Погрешности, вносимые средствами вычислительной техники.

Погрешности измерений возникают из-за:

1) несовершенства средств измерений,

2) некорректного применения средств измерений,

3) внешних факторов.

Рассмотрим виды погрешностей.

Пусть x - значение измеряемой величины, а - результат измерения, тогда:

1) Абсолютная погрешность результата измерений ( )

2) Относительная погрешность результата измерений ( = /x)

Поскольку истинное значение измеряемой величины неизвестно, относительная погрешность вычисляется по отношению к результату измерения. Покажем, что такая замена в большинстве случаев допустима:

3) Систематическая составляющая погрешности (систематическая погрешность) - погрешность, значения которой остаются неизменными при повторных измерениях одной и той же неизменной измеряемой величины в одинаковых условиях.

4) Случайная составляющая погрешности, случайная погрешность - погрешность, значения которой изменяются случайным образом при повторных измерениях одной и той же неизменной измеряемой величины в одинаковых условиях.

5) Влияющая величина (influence quantity) - величина, оказывающая влияние на результаты и на погрешности измерений, но не являющаяся измеряемой.

5