Операторные уравнения и структуры процессорных
Измерительных средств.
Основу для развития формального описания измерительных процедур (алгоритмов, методов), результатов измерения и характеристик результатов измерения составляет уравнение измерений. С учетом направления развития измерительных средств, включающих в состав измерительной цепи процессорные устройства и выполняющих преобразования в числовой форме, основное операторное уравнение имеет вид [42]
λ* = R2 K R1 γ,
где λ* - результат измерения;
R1 – преобразование, выполняемое в аналоговой форме;
К – аналого-цифровое преобразование;
R2 – преобразование, выполняемое в числовой форме;
γ - входное воздействие.
Наиболее распространенной классификацией измерений в метрологии является разделение на прямые и косвенные измерения и соответствующие им операторные уравнения (табл. 3.2)
Измерения, в которых воздействие на вход измерительного устройства осуществляется самой измеряемой величиной 
, относятся к прямым измерениям. При косвенных измерениях на вход воздействуют величины, функционально связанные с измеряемой λ = f (γ), т.е. γ 
.
Обыкновенные измерения – это измерения, при которых входное воздействие соотносится с моментом времени фиксации результата измерения, т.е. результат формируется по разовому измерению, результат формируется однократно.
Усредненные измерения – это измерения, в которых входные воздействия соотнесены с временным интервалом, т.е. результат измерения формируется по n-му числу измерений в течение временного интервала.
|
|
|
Т а б л и ц а 3.2.
Операторные уравнения процессорных измерительных средств
| № задачи | Типовые измерительные задачи | Операторные уравнения измерения |
| 1 | Прямые обыкновенные неитеративные измерения | - для одноканальной структуры
-- для многоканальной структуры
|
| 2 | Прямые обыкновенные итеративные измерения | - для одноканальной структуры
-- для многоканальной структуры
|
| 3 | Прямые c усреднением неитеративные измерения | - для одноканальной структуры
-- для многоканальной структуры
|
| 4 | Прямые c усреднением итеративные измерения | - для одноканальной структуры
-- для многоканальной структуры
|
| 5 | Косвенные обыкновенные неитеративные измерения | - для одноканальной структуры
-- для многоканальной структуры
|
| 6 | Косвенные обыкновенные итеративные измерения | - для одноканальной структуры
-- для многоканальной структуры
|
| 7 | Косвенные c усреднением неитеративные измерения | - для одноканальной структуры
-- для многоканальной структуры
|
| 8 | Косвенные c усреднением итеративные измерения | - для одноканальной структуры
-- для многоканальной структуры
|
|
|
|
где 
результат измерений при j-том измерении;
преобразование, обратное к преобразованиям, выполняемым в
аналоговой форме
меняющийся во времени входной сигнал;
входное воздействие при косвенных измерениях;
l – 1, 2, …, n, l-й цикл измерений в j–том измерении;
оператор усреднения, d – параметр усреднения;
интервал квантования аналого-цифрового преобразования;
интервал квантования промежуточного преобразования при ус-
реднении измерений;
интервал квантования результата измерения.
Итеративные измерения – это циклические измерительные процедуры, при этом в каждом цикле алгоритм изменяется на основе информации, полученной в предыдущем цикле.
В зависимости от места усреднения в процессе измерения, усреднение может быть составной частью преобразований, выполняемых в аналоговой форме R1: = 
, в числовой форме R2: = 
,в аналоговой и числовой формах R1: = 
и R2: = 
, в результате можно формулировать различные модификации операторных уравнений и соответствующих аппаратных реализаций.
)
|
|
|
Структуры процессорных измерительных средств, соответствующие уравнениям 1, 3, 5, 7 (табл. 3.2) показаны на рис. 3.2, где ПП – первичный преобразователь; ИП – измерительный преобразователь; АЦП – аналого-цифровой преобразователь; П – процессор; К – коммутатор.
| А Ц П |
| П |
| И П |
| П П |
а)
| К |
| П П1 |
| П Пm |
| А Ц П |
| П |
| И П |
j 
(t 
) [j 
(t 
)] 
б)
| К |
| П П1 |
| И П1 |
| А Ц П |
| П |
(t ) [j (t )]
| П Пm |
| И Пm |
в)
Рис. 3. 2. Структура процессорных измерительных средств для прямых и косвенных,
|
|
|
обыкновенных и с усреднением неитеративных измерений
а – одноканальная структура; б – многоканальная структура с коммутацией
аналоговых сигналов; в – многоканальная структура с коммутацией кодовых
комбинаций.
Структуры, соответствующие уравнениям (2, 4, 6, 8) (табл. 3.2), представлены на рис. 3.3, где 
, 
– управляющие команды, осуществляющие трансформацию соответственно операторов R1, R2, k при переходе от l-го цикла к (l +1)-му циклу.
| А Ц П |
| И П |
| П П |
| П |
a)
| К |
| П П |
| П |
| А Ц П |
| И П |
| ППm |
б)
| К |
| И П1 |
| П П1 |
| П |
| А Ц П |
| И Пm |
| П Пm |
в)
Рис. 3.3. Структура процессорных измерительных средств для прямых и косвенных, обыкновенных и с усреднением итеративных измерений
а– одноканальная структура; б– многоканальная структура с коммута-
цией аналоговых сигналов; в – многоканальная структура с коммутацией
кодовых комбинаций
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 283; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!