Procesul de măsurare

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Procesul de măsurare"

Ἠώς Κουταλιανός
6 χρόνια πριν
Προβολές:

1 Procesul de măsurare Măsurări directe - Înseamnă compararea unei mărimi necunoscute (X) cu o alta de aceeaşi natură x luată ca unitate X=mx Măsurările indirecte sunt măsurările în care mărimea necunoscută se determină din alte mărimi care sunt determinate direct. X=f(a,b,c) Unde a,b şi c sunt măsurate direct

2 APARATE DE MĂSURĂ Aparat de măsură: un dispozitiv care stabileşte o dependenţă între mărimea de măsurat şi o altă mărime ce poate fi percepută în mod nemijlocit de organele de simţ umane, de o manieră care permite determinarea valorii mărimii necunoscute în raport cu o anumită unitate de măsură.

3 TRADUCTOARE Traductorul este un dispozitiv care stabileşte o corespondenţă între mărimea de măsurat şi o mărime cu un domeniu de variaţie calibrat, aptă de a fi recepţionată şi prelucrată de echipamentele de conducere a proceselor automatizate: regulatoare, calculatoare de proces, etc. Traductoarele au caracteristici atât statice cât şi dinamice. Condiţii impuse traductoarelor: Relaţie de corespondenţă intrare-ieşire liniară Dinamică proprie care să nu influenţeze esenţial comportarea sistemului automat.

4 POZIŢIA TRADUCTOARELOR ÎN SISTEME AUTOMATE

5 POZIŢIA TRADUCTOARELOR ÎN SISTEME CONTROLATE DE CALCULATOR

6 ES este elementul sensibi, (senzorul), A este adaptorul, ELT este un element de transmisie, SAE este sursa alternativă de putere.

7 Elementul sensibil numit şi detector sau senzor este elementul specific folosit pentru detectarea mărimii fizice pe care traductorul trebuie să o măsoare Adaptorul are rolul de a transforma semnalul obţinut de senzor în semnale unificate analogice sau digitale. Adaptorul asigură adaptarea de impedanţă între senzor şi sistemele standardizate de automatizare. În funcţie de necesităţi în adaptor se pot realiza operaţii de calcul liniare (atenuare, amplificare, sumare, integrare, diferenţiere), neliniare (produs, ridicare la putere, logaritmare). De asemenea se poate realiza o caracteristică neliniară a adaptorului cu scopul de a compensa neliniarităţile detectorului.

8 Adaptorul este cel care realizează propriu zis operaţia de măsurare prin comparaţie simultană sau succesivă. Semnale analogice unificate: - curent continuu: 0,5.. 5 ma; ma; ma - tensiune continuă: V, V, V - presiune (aer) KN/m 2 Semnale digitale unificate cu nivele TTL în cod: - binar natural cu 8, 10, 12, 16 biţi - binar codificat zecimal cu 2, 3 sau 4 decade

9 CARACTERISTICILE TRADUCTOARELOR Caracteristicile funcţionale ale traductoarelor reflectă relaţia de dependenţă dintre semnalele de intrare ieşire. Similar cu aparatele de măsură traductoarele au o caracteristică statică de funcţionare care corespunde unui regim de lucru staţionar. Spre deosebire de aparatele de măsură în cazul traductoarelor avem şi caracteristici de regim dinamic

10 CARACTERISTICI STATICE Caracteristica statică ideală a unui traductor este de forma y f (x)

11 Mărimile ξ sunt factori perturbatori externi (temperatură, umiditate, câmpuri electrice şi magnetice externe) Mărimile ν sunt factori perturbatori interni (zgomote generate de semiconductoare, rezistoare, frecări în lagăre, modificarea proprietăţii materialelor prin îmbătrânire, variaţii ale parametrilor surselor de alimentare) Mărimile c 1.. c n reprezintă reglajele care sunt folosite pentru obţinerea unei caracteristici adecvate domeniului de variaţie a mărimii de măsurat. y f (x; 1... n; 1... n ) y f x x f 1 1 f... n n f 1 1 f... r r

12 Tipuri de caracteristici statice

14 Caracteristici statice pentru traductoare numerice

15 Erorile de neliniaritate şi histerezis Determinarea grafică a erorii de liniaritate n y y max max y min 100[%]

16 Domeniul de măsurare Domeniul de măsurare este intervalul x min.x max în cadrul căruia traductorul permite efectuarea corectă a măsurătorii. Când limita inferioară de măsurare este zero, prin acest zero se înţelege de fapt valoarea minimă determinată de pragul de sensibilitate al traductorului. Din acest motiv domeniul de măsură mai este definit ca intervalul în care eroarea rămâne în limite admisibile. Domeniul de măsură este de regulă limitat la porţiunile liniare ale caracteristicii traductorului. La traductoarele cu semnal de ieşire unificat domeniul semnalului de ieşire y min.y max este constant indiferent de domeniul semnalului de intrare

17 Sensibilitatea y f (x; 1... n; 1... n ) y f x x f 1 1 f... n n f 1 1 f... r r Sensibilitatea utilă este derivata semnalului de ieşire y în raport cu semnalul de la intrare x. S dy dx y x K tg S y x max max y x min min

18 Pentru o caracteristică neliniară se pot defini doar sensibilităţi diferenţiale valabile doar pe anumite domenii S dy dx xx y x x i x i În cazul unor caracteristici liniare la care mărimile de intrare şi de ieşire sunt de aceeaşi natură, sensibilitatea poartă denumirea de factor de amplificare dacă este supraunitară şi factor de atenuare dacă este subunitară. A 20log Sensibilitatea relativă este raportul dintre variaţia relativă a mărimii de ieşire pentru o variaţie relativă dată a mărimii de intrare S r y / y x / x y x

20 Rezoluţia Intervalul maxim de variaţie al mărimii de intrare necesar pentru a determina o modificare a semnalului de ieşire este numit rezoluţie. La un traductor numeric pe 10 biţi avem 1024 de nivele posibile inclusiv zero, deci avem o rezoluţie de 0,1% din domeniul de măsură.

21 Pragul de sensibilitate Pragul de sensibilitate este cea mai mică variaţie a mărimii de intrare care poate determina o variaţie sesizabilă a mărimii de ieşire. El este determinat de fluctuaţiile produse de perturbaţiile interne şi externe: zgomotul circuitelor electronice, frecările şi jocurile în lagăre. Orice traductor are un zgomot propriu determinat de agitaţia termică care nu poate fi eliminat. La acesta se adaugă în condiţii normale şi un zgomot datorat factorilor perturbatori externi numit zgomot de instrumentaţie. F P p P p P i

22 Erori de măsură Diferenţa între rezultatul măsurătorii şi valoarea reală se numeşte eroare de măsură. Tipuri de erori clasificate în funcţie de cauze: Erori de interacţiune Erori de model cauzate de determinarea imperfectă a caracteristicilor statice. Erori de influenţă cauzate de variaţia mărimilor perturbatoare

23 În funcţie de caracterul variaţiilor rezultatelor putem avea: erori sistematice, erori aleatorii, erori grosiere. În funcţie de modul de exprimare valorică avem: erori absolute şi relative. vi x xir x v x x i i Funcţie de mărimea de referinţă putem avea erori reale şi erori convenţionale x i v i x v i v i v Se mai poate de asemenea vorbi despre erori admisibile şi despre corecţii

24 Erorile de aparat pot fi: intrinseci (apar în condiţii de referinţă adică în condiţii de mediu cunoscute), sau de influenţă care apar datorită variaţiilor condiţiilor de mediu). Erori intrinseci sistematice: de neliniaritate, de histerezis, de zero şi de proporţionalitate. Efectul erorii de zero Efectul erorii de proporţionalitate

Σχετικά έγγραφα

Procesul de măsurare

Procesul de măsurare Măsurări directe - Înseamnă compararea unei mărimi necunoscute (X) cu o alta de aceeaşi natură x luată ca unitate X=mx Măsurările indirecte sunt măsurările în care mărimea necunoscută