Скачиваний:
22
Добавлен:
08.06.2016
Размер:
1.42 Mб
Скачать

2.3 Измеряемые сигналы, измерительные преобразователи, средства отображения результатов

1 Представление данных

Цифровые данные.

Данные с заданной разрядностью и диапазоном представления (обычно двоичное или двоично-десятичное) могут быть представлены в среде моделирования без дополнительных ошибок.

Аналоговый сигнал

Среда имеет возможность представления данных в виде действительных чисел (real) с разрядностью 64 бита, т.е. диапазон представления чисел: “-” 263 - “-”2-63 - 0 - “+”2-63 - “+”263.

Это обеспечивает формирование характеристик аналоговых сигналов в широком диапазоне т.к. функция изменения мгновенных значений сигнала может быть представлена любой детерминированной последовательностью чисел

(выборкой)

или выборкой с заданными статистическими характеристиками (математическое ожидание, дисперсия, корреляционная функция, спектральная плотность и др.),

Частота дискретизации аналогового сигнала

 

частота

дискретизации

моделирования

определяется

 

масштабным

коэффициентом, который может измеряться в

 

наносекундах,

микросекундах

и т.д., часах,

 

 

 

 

 

 

годах и т.д. в зависимости от

 

 

 

 

 

 

моделируемого

процесса и

 

 

 

требуемой точности.

 

 

 

t1

t2

 

 

 

модель аналогового

 

 

 

сигнала имеет

 

x

 

 

методические погрешности

 

 

 

от воспроизведения его

 

 

 

функциональных

 

 

 

характеристик -

 

 

 

погрешность

 

 

 

 

неадекватности модели

 

 

 

непрерывного физического

 

t2

 

 

 

процесса - ас.

 

t1

Управляющие сигналы

Данные заданные в виде аналоговых сигналов типа напряжение включено от двух или многопозиционных переключателей, кнопок или в виде управляющих кодов представляются либо в виде логических переменных, либо в виде числовых значений. При этом дополнительная погрешность от моделирования не вносится.

Управляющие сигналы:

- доступ закрыт

- доступ открыт

2 Модели средств Модель датчика.

Модель датчика представляет собой модель физического процесса - источника информации (математическая модель измеряемого параметра физического процесса) и модель измерительного датчика (первичного измерительного преобразователя (ПИП) - градуировочная характеристика ПИП.

Модель физического процесса - это модель аналогового сигнала (см. выше).

Она имеет погрешность неадекватности выбранной математической модели

ас

-

Модель ПИП имеет погрешность метода аппроксимации, так как

реализует градуировочную характеристику в статическом

режиме -

МПИП

 

Погрешности моделирования ПИП

Для моделирования динамических характеристик ПИП необходимо вводить коэффициенты относительного масштабирования времени реализации модели физического процесса и модели

ПИП с учетом динамических свойств Следует измеряемогоот тить, чтопараметрав известныхАЧХсистемахПИП. вопросы анализа

динамических характеристик реальных средств в такой постановке не ставятся. Вопрос решается на этапе выбора

дДатчика. должен удовлетворять требованиям по измерению параметра физической величины, т.е. быть выбран с такими

характеристиками, чтобы динамическиедф ДПИП

свойства параметра не

 

 

 

 

 

<<

 

 

искажались -

, где дф

и ДПИП

динамические

характеристики физического параметра и ПИП соответственно.

 

<< МПИП

 

 

 

 

Шагдфдискретизации измеряемой величины должен удовлетворять

требованию

 

 

 

 

Таким

 

Добразом

погрешность

моделирования

датчика в

 

 

= мф + МПИП

определяется

статической

существующих

системах

характеристикой или методической погрешностью модели

3 Модель измерительного преобразователя

Вторичный измерительный преобразователь (ИП) реализует измерительную функцию (процедуру) одним из возможных способов: аналоговое преобразование, аналого-цифровое преобразование, цифровое преобразование.

Аналоговый ИП

Методическая погрешность

-

МИП = МПИП

Инструментальная погрешность -ИИП

Динамическая погрешность -

ДИП

имеет туже природу что и у ПИП и при необходимости должна также учитываться (см. ПИП).

Аналого-цифровой ИП

Модель аналого-цифрового ИП в известных системах реализует идеальную функцию преобразования (градуировочную характеристику), т.е. не имеет

метрологического сопровождения.

Создание адекватной программной модели, соответствующей аппаратной реализации, требует введения ограничения разрядности представления цифровых данных, характеристик чувствительности и АЧХ аналогового

тракта устройства.

= МПИП

Методическая погрешность - МИП

Инструментальная

ИИП = кв

погрешность - определяется погрешностью квантования при условии, что другие

составляющие погрешности от реализации значительно меньше

кв (такое условие должно обеспечиваться всеми модулями на

этапе их проектирования и производства).

Динамическая

ДИП

погрешность -

 

определяется временем функционального преобразования, т.е. шагом дискретизации во времени.

Цифровой ИП

Цифровой ИП может иметь аппаратную или программную реализацию. Природа ошибок этих реализаций одна и та же.

Методическая погрешность -

МИП

зависит от выбранного метода измерения. Инструментальная погрешность -

ИИП

определяется выбранной разрядностью при реализации алгоритма пре Динамическая погрешность -

определяется ДИПвременем реализации измерительного преобразования, причем у аппаратной реализации эта величина как правило постоянная, а у программной может меняться в зависимости от условий реализации.

4 Модели отсчетных устройств и индикаторо

Устройства отображения измерительной информации можно объединить в три группы: аналоговые отсчетные устройства, цифровые индикаторы и осциллографы.

Цифровые индикаторы

- это цифровое отсчетное устройство точность представления результатов измерения которого определяется его разрядностью. Так как виртуальная модель является цифровой она адекватная и дополнительных погрешностей не вносит.

Соседние файлы в папке Публикация гл 2