SHPORA.net :: PDA | |
Main FAQ гуманитарные науки естественные науки математические науки технические науки ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ В СИ. Основным принципом получения и передачи измерительной инфор-мации является измерительные преобразования. Измерительные преобразования осуществляются различными физическими звеньями электрической цепи, которые называются измерительными преобразователями. В этом смысле СИ являются последовательностью (каскадом) измерительных преобразователей. В самом простом случае для реализации измерений необходимо осуществить две операции: воспроизведение и сравнение. Однако в реальной жизни обойтись этими двумя операциями не удаётся. Их намного больше. Вот некоторые из них: 1) первичные восприятия измеряемой величины и формирование измерительного сигнала; 2) функциональные (операторные) преобразования; 3) квантование; 4) дискретизация; 5) восстановление; 6. модуляция (демодуляция); 7) фильтрация; 8) запоминание; 9) регистрация. Связь между входными и выходными сигналами X(t) и Y(t) может быть в общем случае описана уравнением преобразования (связи) Y(t)=F[X(t)] где F – некоторая функция преобразования. Функции преобразования и преобразователи разделяются на два больших класса: • линейные; • нелинейные. Линейная функция преобразования удовлетворяет двум условиям суперпозиции: аддитивности и однородности: F[a1x1(t)+a2x2(t)]=a1F1[x1(t)]+a2F2[x2(t)], где a1,a2=const. В результате взаимодействия с чувствительным элементом измеряемая величина преобразуется в промежуточный сигнал, который подвержен дополнительным преобразованиям (промежуточным преобразованим): усиление, выделение сигнала на мостовой схеме, суммирование и т.д. Функциональные преобразования реализуют: • изменением физической природы сигнала; • изменением размеров информативных параметров сигналов; • изменением неинформативных параметров сигналов; • масштабированием, т.е. созданием выходного сигнала, однорого с входным (при этом выходной сигнал имеет информативный параметр крат-ный по размерам информативному параметру информативному параметру входного сигнала). Нелинейные функциональные преобразования сигнала описываются нелинейной зависимостью выходного сигнала преобразователя от входного. Нелинейные преобразования сигнала используются в связи с необходи-мостью линеаризации общей характеристики СИ, автоматизации косвенных измерений, сжатия данных по оси значений и т.п. Преобразование сигналов реализуется звеньями измерительной цепи неизбежно сопровождается изменением выходных сигналов по отношению к входным во времени. Эти изменения объясняются внутренними динамически-ми процессами преобразования энергии. Поэтому в общем случае процесс преобразования сигналов описывается интегрально-дифференциальными уравнениями (ИДУ). Линейные системы описываются линейными дифференциальными уравнениями с постоянными коэффициентами Аналого-цифровые преобразования (АЦП) сигнала позволяют анало-говый сигнал представить в виде числа. Число N выражают либо в виде комбинаций цифр отсчета, либо в виде комбинаций условных сигналов. Комбинацию цифр в виде числа N называю кодом. Представление числа N в виде кода – кодированием. В широком смысле слова понятие« кодирование» означает операцию перевода по определённым правилам кодовых символов одного алфавита, отображающего формальный объект, в кодовые символы другого алфавита. В технике получило распространение цифровое кодирование. В общем случае числовое кодирование в измерении – это операция отображения количества единиц данной величины числом в данной системе счисления. Система счисления (СС) – это совокупность символов в виде цифровых знаков и правил, которые применяются для однозначного представления чисел и выражений количественной информации в числовой форме. Числовой код – это представление числа (результата измерений) в форме удобной для числовой обработки дискретными устройствами, передачи результатов измерений по каналам связи и т.п. СС разделяются на два класса: позиционные и непозиционные СС. Непозиционная система – это система, в которой значение знака не зависит от его положения по отношению к другим знакам. |