Устройства сравнения

Как уже отмечалось ранее, при рассмотрении структуры ИИС, в состав устройств сбора и измерения (блок 1 в структуре ИИС), кроме датчиков, нормирующих (унифицирующих) преобразователей и коммутаторов, входят и измерительные устройства, одной их основных функций которых является операция сравнения с мерой. Эту функцию выполняют специальные устройства сравнения. Эти устройства сравнивают контролируемые величины с верхним и нижним допустимыми значениями, задаваемые с помощью уставок.

Устройство сравнения может быть предусмотрено для каждой точки контроля или общее на все точки контроля, но в последнем случае последовательно во времени с помощью коммутатора устройство сравнения подключается ко всем точкам контроля. Формирователи уставок могут задавать их либо в непрерывной (аналоговой) форме, либо в цифровой (кодовой) форме. Аналогичное исполнение имеют и соответствующие устройства сравнения (аналоговые и цифровые). В аналоговых системах используют в качестве формирователей уставок магазины напряжений – это наборы заданных источников напряжения. Их характеристики: порог чувствительности, погрешность сравнения, дрейф, быстродействие, входное сопротивление и др.

Принцип сравнения контролируемой величины Ux с допустимыми значениями показан ниже:

Рис.

Если в ИИС предусмотрено АЦ-преобразование величины до её сравнения с уставкой, то устройства сравнения выполняют цифровыми. Их основные технические характеристики: быстродействие (число сравнений в секунду) и разрядность.

Ещё одной функцией, выполняемой в устройстве сбора и измерения ИИС является квантование (дискретизация) по времени. Эта функция является вынужденной, т.к. в большинстве ИИС к одному общему измерительному устройству подключаются поочерёдно различные датчики, поэтому измерение или контроль параметров происходит не непрерывно, а в дискретные моменты времени, а затем, по полученным в эти моменты значениям восстанавливается исходный процесс.

Замену измеряемой величины x(t) рядом её мгновенных значений, следующих через промежутки Dt называют квантованием по времени (или временной дискретизацией).

Рис.

Интервал Dt называют шагом дискретизации, а частота f=1/Dt – называется частотой дискретизации.

Частота дискретизации выбирается, исходя из заданной точности измерения функции: чем больше частота f, тем точнее можно воспроизвести функцию x (t) при её восстановлении.

В соответствии с теоремой Котельникова квантуемую по времени функцию времени x (t), имеющую спектр Фурье, ограниченный полосой частот F, можно представить с помощью дискретных значений, взятых через интервалы времени D t =1/2 F. Или, другими словами, за время Т должно быть произведено:

отсчётов (дискрет).

Погрешность при такой дискретизации возникает за счёт отличия фактического (бесконечного!) спектра измеряемой функции x (t) от спектра, ограниченного значением F.

Описанный принцип дискретизации по времени основан на использовании в качестве аппроксимирующей функции – тригонометрической функции (разложение в ряд Фурье). Есть и другой способ аппроксимации – степенными полиномами (сплайнами).

10.Методы повышения помехоустойчивости ТИС:

1. помехоустойчивое кодирование (корректирующие коды);

2. выбор помехоустойчивых видов модуляции;

3. использование помехоустойчивых методов приёма;

4. введение обратных связей;

5. увеличение мощности сигнала (увеличение отношения сигнал/шум);

6. использование помехоустойчивых методов подключения источников сигналов.

1-й метод повышения помехоустойчивости: