Об аналоговых интерфейсах измерительной части ИИС
Аналоговая часть обязательно присутствует во всех ИИС и определяет во многом их возможности и характеристики. При этом следует различать измерительную и служебную аналоговые части.
В большинстве случаев в служебной аналоговой части ИИС действуют сигналы относительно высокого уровня, слабо подверженные влиянию внешних факторов, параметров каналов связи. Для этой можно ограничиться довольно грубым нормированием энергетических и временных параметров сигналов, а также параметров линий связи.
Существенно более трудная задача связана с созданием интерфейса аналоговой измерительной части ИИС. Это объясняется тем, что искажение в ней измерительных сигналов может привести к резкому ухудшению метрологических характеристик системы.
Такой интерфейс должен обеспечить совместную работу датчиков, измерительных цепей, работающих с ними, нормализующих (унифицирующих) элементов, входных устройств, линий связи и т.п.
К наиболее важным характеристикам аналогового интерфейса измерительной части ИИС следует отнести погрешность измерения (из ряда ±5; ±2,5; ±1; ±0,5; ±0,25; ±0,1%), быстродействие (5; 1; 0,1; 10-2; 10-3; 10-4 с на одно измерительное преобразование), удаление объекта измерения от аппаратуры (до 5 м – внутренний монтаж; до 100 м – на установках; до 3000 м – в цехах; до 10000 м – на заводе; в распределенном производстве). Следует также оценить уровни и характер помех, действующих в месте работы ИИС.
|
|
|
В аналоговой измерительной части могут быть использованы сигналы с непрерывными и импульсными видами модуляции, реализованы структуры как непосредственного, так и компенсационного преобразований.
Защита входных измерительных цепей ИИС от помех
Под помехоустойчивостью ИИС понимается их способность противостоять вредному влиянию помех. Основные пути повышения помехоустойчивости ИИС связаны с улучшением защиты от помех аналоговых измерительных цепей систем и с уменьшением влияния помех на результат измерения путем соответствующей обработки измерительной информации в ИИС.
Виды и источники помех
Помехи могут вызываться процессами, происходящими внутри ИИС, а также влиянием внешних источников помех.
Причинами внутренних помех могут служить тепловые шумы в резисторах, термо-ЭДС, изменение сопротивления изоляции, перекрестные влияния измерительных цепей, связи измерительных цепей с цепями питания. К внутренним помехам могут быть также отнесены изменения напряжения источников питания, превышающие допустимые: не считается помехой только кратковременное (от 1 до 30 периодов частоты сети) понижение напряжения сети питания до 30% номинального, полный перерыв в питании может быть до 100 мс. Кроме того, через сеть питания могут проникать импульсные высокочастотные возмущения (до 20 МГц) с повышенной амплитудой и длительностью до нескольких микросекунд.
|
|
|
Внешние атмосферные помехи возникают в результате разрядов молний, возникающих в большом количестве (до сотен разрядов в секунду) на Земле, а также от электризации частиц (пыли, снега) в атмосфере Земли.
К другому виду внешних электрических помех относятся индустриальные помехи, создающиеся промышленными установками, радиостанциями, электрооборудованием автотранспорта и т.п.
Расположенные вблизи измерительных цепей электроэнергетические установки и силовая проводка питания являются основными источниками так называемых наведенных, или поперечных, помех. Эти помехи являются следствием воздействия внешних электромагнитных полей, а также реактивных связей измерительных цепей с источниками помех. В свою очередь такие факторы, как изменение сопротивления изоляции (от влияния повышенной температуры), появление разности потенциалов в разных точках заземления аналоговой измерительной цепи, тепловые шумы могут явиться источниками помех другого вида, которые носят название продольных.
|
|
|
По форме помехи любого происхождения разделяются на импульсные, флуктуационные и регулярные.
Импульсные помехи – это случайно появляющиеся импульсы (но обычно с интервалом не менее длительности импульса) произвольной формы. При независимости времени и амплитуды импульсов помех вероятность появления K импульсов в течение времени t будет равна 
, где K0 – среднее число импульсов в единицу времени. Плотность распределения вероятностей логарифмов амплитуд импульсов
Весьма часто форма импульсов имеет экспоненциальный характер:
Флуктуационные помехи – непрерывный случайный процесс, распределение вероятностей которого близко к нормальному:
.
Корреляционные функции помехи часто описываются выражениями:
.
Регулярные помехи наиболее часто проявляются в виде наведенных помех с частотой сети и ее гармоник:
Весьма широко используется разделение помех на аддитивные, независимые от полезного сигнала, и мультипликативные. Аддитивные помехи y(t) могут суммироваться с полезным сигналом x(t), а мультипликативные помехи служат множителем этого сигнала.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 739; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!