Структура измерительного канала в АСУ ПТ.

Структурная схема – совокупность отдельных звеньев, осуществляющих элементарные преобразования входного сигнала до выходного, которые могут быть формально описаны уравнениями, характеристиками.

Рассмотрим пример структурной схемы термоэлектрического термометра. В этом приборе осуществляется преобразование температуры u в ЭДС е, затем ЭДС наводит ток в катушке I, и в результате взаимодействия тока с магнитным полем возникает перемещение стрелки j. Итак, цепочка преобразований сигналов представляется соотношением u-е-I-j, что можно отобразить тремя звеньями.

Соединение звеньев в различных схемах может быть последовательным, параллельно согласным, параллельно встречным и смешанным (нижний рис).

Рис. 8. Схемы соединения звеньев.

При рассмотрении структурной схемы прибора необходимо определить каким способом соединяются звенья, знать передаточные характеристики звеньев и определить результирующую характеристику прибора, чувствительность, ФП, АЧХ, ФЧХ и др.

Для анализа статической характеристики прибора необходимо составить статическую структурную схему, которая отличается от динамической схемы тем, что в передаточных функциях звеньев необходимо положить р=0. В этом случае интегрирующие звенья заменяются звеньями с бесконечно большим коэффициентом усиления (бесконечно большой чувствительностью). Статические характеристики приборов в общем случае отображают нелинейные связи между входным и выходным сигналами.

Если х и у — входной и выходной сигналы i-го звена, то статическая характеристика его будет .

Нахождение статической характеристики прибора по статическим характеристикам его звеньев может быть названо прямой задачей анализа. При расчете и проектировании приборов приходится решать обратную задачу или задачу синтеза, когда по требуемой статической характеристике и заданной структурной схеме подбираются статические характеристики звеньев. Задача при этом ставится следующим образом: требуется синтезировать прибор со статической характеристикой у=F(х) при заданной структуре и статических характеристиках некоторых звеньев, найти статические характеристики остальных звеньев. Эта задача оказывается определенной только в том случае, когда ищется статическая характеристика одного звена.

Расчет статических характеристик заключается в определении функциональной зависимости выходного сигнала у прибора (датчика) от измеряемой величины х при установившихся значениях х и у.

Методы расчёта статических характеристик.

расчеты в следующей последовательности:

а) определяются характеристики элементов;

б) определяется характеристика прибора на основании его структурной схемы.

Рассмотрим методы этих расчетов.

1. Расчёт характеристик элементов

Характеристики элементов определяются путем анализа физических законов, лежащих в основе работы этих элементов.

Иногда характеристики элементов не поддаются точному расчету, но могут быть определены экспериментально. В подобных случаях для получения аналитической зависимости можно применить аппроксимирующую функцию.