Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Лшеу аппаратураларының жіктелуі






Ө лшеу аспабы деп ө лшенуге жататын шаманың мә ні туралы ө лшеуіш ақ паратты сол ақ паратты тиісті қ олдану міндетіне сә йкес келетін тү рде алуғ а мү мкіндік беретін ө лшеу қ ұ ралы айтады. Қ азіргі уақ ыта бір-бірінен қ ұ рылғ ысының қ ұ рылымымен, белгілі шамамен салыстыру ә дісімен, ө лшеу ақ паратын ұ сыну формасымен, ө лшеніп жатқ ан шаманың тү рімен жә не кө птеген басқ а да белгілермен ерекшеленетін алуан тү рлі ө лшеу аспаптары қ олданылады (9.1 сурет).

Ө лшеу аспаптарының қ ұ рылысы аспаптың қ ұ рылымы сипаттайтын ө лшеу ө ң дегіштерінің жиынтығ ы (белгілі-бір ү йлесімде) болып табылады. Аспаптың қ ұ рылымына негізгі тү йіндер (ө ң дегіштер) жә не ө лшеуіш ө ң деулерге тікелей қ атыспайтын, бірақ негізгі тү йіндердің жұ мыс жағ дайларының қ ажетті шарттарын қ амтамасыз ету ү шін қ ажетті кө мекші тү йіндер жатады.

9.1 сурет. Ө лшеу аппаратураларының классификациясы

 

Қ ұ рылымдық принцип бойынша ө лшеу аспаптарын ү ш тү рге бө луге болады: тікелей ө ң деу, тең естіру, аралас ө ң деу.

Қ ұ рылымдық сұ лбасы 9, а суретте келтірілген тікелей ө ң деу аспабының ішіндегі ө ң деулер Х кіру шамасынан П1, П2...П ө ң дегіштер арқ ылы У шығ у шамасына қ арай бір бағ ытта ғ ана жү зеге асырылады (У1, У2 ә ріптерімен ө ң дегіштердің аралық шығ у шамалары белгіленген). Мұ ндай аспаптың қ ұ рылымдық сұ лбасы ажыратылғ ан болып табылады. Тікелей ө ң деу аспаптарына нұ сақ рлық амперметр мен вольтметр жатады.

Тең естіру аспабының (компенсациялық) екі тізбегі бар:

К1, К2...К ө ң дегіштерінен қ ұ ралатын жә не тікелей ө ң деу тізбегі болып табылатын К тізбегі (9, б сурет);

р2... ө ң дегіштері бар кері ө ң деу тізбегі.

Бұ л аспаптарғ а тә н ерекшелігі – салыстыру ө ң дегішіндегі Х кіру шамасы Х шамасымен салыстырылады. АХ=Х-Ху аздағ ан айырмашылығ ы болуы мү мкін. К1 бірінші ө ң дегішке келіп тү седі, ал К тізбегінің соң ғ ы ө ң дегішінің шығ у шамасы аралық ө ң деулерден кейін тізбекте кері ө ң деуге ұ шырайды.

Бұ л аспаптардың қ ұ рылымдық сұ лбасы тұ йық, жә не Х мә ні Қ ателігі АХ тең ХУ мә ні бойынша анық талады. Егер аспапта қ арама-қ арсы қ ою арқ ылы салыстыру ә дісінің принципін іске асырса, ол тең естіру қ ұ ралына айналады. Тең естіру процесі адамның ө зімен (бақ ылау арқ ылы) немесе автоматты тү рде жү зеге асырылады. Осығ ан сә йкес, қ олмен тең естіру жә не ө здігінен тең естірілетін (автоматты) аспаптар бар.

Аралас ө ң деу аспаптарында сұ лбаның тұ йық бө лігінің шығ ар немесе кірер жерінде қ осымша ө ң дегіштер бар.

Кез-келген ө лшеу аспабымен ө лшеу кезінде ө лшеніп жатқ ан шама бірлік тү рінде алынғ ан біркелкі шамамен салыстыру процесі жү зеге асырылатындық тан, ө лшеу аспаптарының қ ұ рылыс принципіне салынғ ан салыстыру ә дісі бойынша оларды екі топқ а бө луге болады: салыстыру аспаптары жә не тікелей бағ алау аспаптары.

Ә рбір берілген ө лшеу барысындағ ы ө лшеніп жатқ ан шаманы оның ө лшемі белгілі біркелкі шамасымен салыстыру кезінде қ олданылатын аспап салыстыру аспабы деп аталады. Тікелей бағ алау аспабының межелігі осы аспаптың кө мегімен ө лшенетін шама кө рсетілетін бірліктерге градусталғ ан. Сө йтіп, бұ л аспаптарда ө лшеніп жатқ ан шамамен біркелкі белгілі шама ә рбір ө лшеуге қ атыспайды, жә не салыстыру градусталғ ан межелік пен есептеу қ ұ рылғ ысы арқ ылы жү ргізіледі.

Сурет 9.2 Ө лшеу аспаптарының қ ұ рылымдық схемалары

а) тура тү рлендіру; б) тең геру

 

Қ ұ рылымы бойынша аспаптар тең естіру аспаптары, ал тікелей бағ алау аспаптары – тікелей немесе аралас ө ң деу аспаптары болып табылады.

Ө лшеу ақ паратың беру ә дісі бойынша барлық аспаптар кө рсеткіштерді кө збен шолуғ а ғ ана арналғ ан кө рсететін жә не ө лшеніп жатқ ан шаманы уақ ыт функциясында тіркеуге немесе қ андай да бір екі шаманың функционалдық тә уелділігін тіркеуге арналғ ан тіркейтін аспаптарғ а бө лінеді. Тіркейтін аспаптардың кө бінесе кө рсеткіштерді кө збен бақ ылауғ а арналғ ан есептегіш қ ұ рылғ ысы да болады.

Кө рсететін жә не тіркейтін аспаптардың ішінде ө лшеніп жатқ ан шаманың ағ ымдағ ы мә ні туралы ө лшеу ақ паратын беретін аспаптар жә не кіру шамасын уақ ыт бойынша интеграциялайтын аспаптар бар (мысалы, қ уатты уақ ытқ а қ арап интеграциялайтын электр энергиясын есептегіш).

Ө лшеніп жатқ ан шаманың тү ріне қ арай аспаптарғ а ө здері ө лшейтін шаманың бірліктерінің атауына сә йкес келетін атаулар тағ айындалғ ан: ток ө лшеу ү шін - амперметрлер, милиамперметрлер, килоамперметрлер; кедергі ө лшеу ү шін – омметрлер, мегоометрлер, терраомметрлер жә не т.б.

Қ олдану сипатына қ арай аспаптар стационарлық (қ алқ андық), тасымалданатын жә не қ озғ алатын қ ұ рылғ ыларғ а арналғ ан (кө ліктік) болып бө лінеді.

2. Сандық ө лшеу аспаптары (СӨ А)

Ө лшеу процесінің дә лдігін, жылдам ә рекеттілігін арттыру, ө лшеу процесін автоматтандыру, сондай-ақ ө лшеу нә тижелерін ө ң деуге қ олайлы тү рде, оның ішінде есептеу қ ұ рылғ ыларының кө мегімен ұ сыну мә селелерін шешуде сандық ө лшеу аспаптарының (СӨ А) маң ызы зор.

Сурет 9.3 Аналогты-цифрлық тү рлендіргіш

 

СӨ А ү здіксіз ө лшенетін шаманы немесе оның баламасын (яғ ни ө лшеніп жатқ ан шамағ а пропорционалды физикалық шаманы) дискреттік формағ а ө ң дейді жә не ө лшеу нә тижесін есептеу қ ұ рылғ ысында пайда болатын немесе цифрбасатын қ ұ рылғ ы белгілейтінсан тү рінде береді.

Ө лшеу нә тижелерін сандық есептеу машиналарына енгізу ү шін кү рделі ақ параттық -ө лшеу жү йелерінде сандық ө ң дегіштер, яғ ни есептеу қ ұ рылғ ысы жоқ аспаптар қ олданылады.

СӨ А артық шылық тарына мыналар жатады: аспаптардың басым бө лігі салыстыру ә дісіне негізделгендіктен, ө лшеу қ ателіктерін азайту мү мкіндігі (0, 01-0, 001%); сандық есептеу қ ұ рылғ ысының арқ асында есептеу қ ателіктеріне жол берілмеуі; инерциясыз элементтерді қ олдану кезінде бө геуілге тө зімділіктің жә не ә сер ету жылдамдығ ының жоғ арылығ ы.

Ү здіксіз шама дискретті шамағ а балама-код ө ң дегіштері арқ ылы ө ң деледі. Оның ү стіне, СӨ А-нда бір дискретті шаманы екіншісіне (код-код) ө ң дегіштер жә не кодтарды баламалық шамаларғ а ө ң дегіштер (код-балама) қ олданылады.

Сандық тү рге ө ң деген кезде х ү здіксіз шамасы белгілі-бір х.... диапазонында ө згермейтін х1 дискреттік шамамен кө рсетіледі (9.3 сурет).

Ө лшеніп жатқ ан шаманың ү здіксіз мә ндер межелігінен кодтың ық тимал мә ндеріне кө шуді мә н бойынша кванттау, ал...... айырмасын – мә н бойынша кванттау қ адамы деп атайды. Кванттау қ адамы кванттау сатыларының санын, немесе аспаптың шешу қ абілетін анық тайды:

мұ ндағ ы х – аспаптың ең жоғ арғ ы ө лшеу шегі.

Ү здіксіз шаманың ағ ымдағ ы мә нінің кө ршілес дискреттік мә ндердің біріне ауыстырылуы кванттау қ ателігі немесе мә н бойынша дискреттіліктен қ ателік деп аталатын қ ателіктің пайда болуына жағ дай жасайды. Егер дө ң гелектеу ө лшеніп жатқ ан шаманың қ ай дең гейге жақ ын екендігіне қ арамастан артығ ымен немесе кем жасалса, кванттау қ ателігі +х шегінде болады. Ең жақ ын дискретті дең гейге дейін дө ң гелектеу кезінде қ ателік +х/2 дейін тө мендейді. Бұ л жағ дайда ө лшеніп жатқ ан шаманың ық тималдылық тарының ү йлесуінде ешқ андай кү рт ә ркелкіліктер болмайды, кванттау қ ателігі біркелкі симметриялы ү йлескен кездейсоқ қ ателік тү рінде пайда болады жә не оның орташа квадраттық мә ні... тең.

СӨ А-ң тағ ы бір ө зіндік қ ателігі сандық тіркеуге ө ң деудің ү зікті сипаты себеп болғ ан уақ ытпен дискреттеуден қ ателік болып табылады. Ө лшеніп жатқ ан шаманың аспап беріп отырғ ан мә ндеріне дискретті уақ ыт сә ттерінде қ ол жеткізіледі. Соның салдарынан ө лшеніп жатқ ан шаманың ө ң деу уақ ыты ішінде болуы ық тимал ө згерістері ескерілмейді. Егер ө лшеніп жатқ ан шаманың ө згеру жылдамдығ ы... тең болса, онда уақ ыт ішіндегі динамикалық қ ате болып табылатын дискреттеу қ ателігі мынағ ан тең:

Бұ л қ ателікті кө ршілес сандық есептеулердің арасындағ ы сызық тық немесе басқ а да интерполяцияны қ олдана отырып, тө мендетуге болады.

СӨ А тә н қ арастырылғ ан қ ателіктерден басқ а, аспаптардың элементтер параметрлерінің номинал мә ндерден ауытқ уы, олардың тұ рақ сыздығ ы, сезгіштігінің шектелгендігі, сондай-ақ ә сер етуші шамалардан қ ателіктер себеп болатын инструменталды қ ателіктері де болады.

Қ андай мә ннің, ө лшеніп жатқ ан ба немесе оғ ан пропорционалды ма, тікелей кодталуына байланысты сандық аспаптар былай бө лінеді: кең істіктік (геометриялық) кодтау, қ орытындыланғ ан кү штер (кернеулер, токтар, механикалық кү штер) мен қ орытындыланғ ан кедергілер кодталатын уақ ыт- жә не жиілік-импульстық кодтау.

Кодтау ә дісіне қ арай сә йкестену ә дісі бойынша жұ мыс істейтін СӨ А жә не дискретті тең естіру СӨ А болып бө лінеді. Сә йкестену ә дісін қ олдану кезінде ө лшеніп жатқ ан шаманың мә ні онымен сә йкес келген, берілген код бойынша алдын-ала терілген белгілі шама мә ні бойынша анық талады, яғ ни бұ л арада дискретті ө лшеммен тікелеу салыстыру орын алып отыр. Дискретті тең естіру СӨ А-да дискретті белгілі шама ө лшеу барысында ө лшеніп жатқ ан шамағ а тең болғ анша қ алыптасады.

Кең істіктік, сондай-ақ уақ ыт- жә не жиілік-импульстық кодтау СӨ А-нда кө бінесе сә йкестену ә дісі қ олданылады; қ орытындыланғ ан кү штер мен кедергілері кодталғ ан СӨ А ә рдайым дерлік дискретті тең естіру аспаптарына жатады.

Жұ мысының сипаты бойынша СӨ А-ды циклдық жә не бақ ылаушы деп бө луге болады. Циклдық аспаптарда ә рбір ө ң деу мерзімінен кейін есептеу қ ұ рылғ ысы кө рсеткіштерін береді де, жаң адан ө лшеулер циклы басталады. Бақ ылаушы аспаптар ә рдайым аспаптың кіре берісіне қ осылып тұ ратын жә не ә рбір ө лшеген сайын оларда алдың ғ ы ө лшеудің нә тижесі қ олданылатын ө лшеніп жатқ ан шаманың ө згеруіне ғ ана орай ә рекет етеді.

Циклдық СӨ А жылдам ә рекет етуін ө ң деулердің шапшаң дығ ымен немесе бір секундтың ішіндегі ө лшеулердің санымен сипаттау қ олайлы.

Бақ ылаушы СӨ А жылдам ә рекет етуін ө лшеніп жатқ ан шаманың рұ қ сат етілген ө згеру жылдамдығ ымен немесе аспап берілген динамикалық қ ателікпен қ алпына келтіретін синусоид тә різді ө згеретін шаманың ең жоғ арғ ы жиілігімен бағ алағ ан жө н.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.