Структурні схеми і види перетворень

Структурні елементи кола перетворення 3В можуть бути з'єднані послідовно, паралельно, зустрічно-паралельно і змішано. Способом з'єднання при відповідному функціональному призначенні структурних елементів визначається метод вимірювального перетворення. Розрізняють методи прямого, зрівноважувального і комбінованого перетворень.

Пряме перетворення характерне тим, що передача вимірювальної інформації відбувається тільки в одному напрямі - від входу до виходу без зворотного зв'язку між ними:

Зрівноважувальне перетворення полягає в тому, що вхідна величина зрівноважується іншою однойменною величиною. Існує два види зрівноважувального перетворення: слідкуюче (від'ємний зворотний зв'язок міх виходом і входом) і розгортальне (автономне). Слідкуюче може бути з статичною або з астатичною характеристикою перетворення.

У випадку слідкуючого перетворення вхідна величина Х зрівноважується вихідною величиною Х_К=К₂Y кола зворотного перетворення, де К₂ - коефіцієнт перетворення, а Y -вихідна величина всього кола перетворення.

На вхід кола прямого перетворення надходить різниця DХ = Х - X_K=X - K₂Y, яка завдяки значному коефіцієнту підсилення K₁ прямого кола і глибокому від'ємному зворотному зв'язку стає настільки малою, що можна вважати Х = Х_К і за відомими значеннями К₂ і Y, а також X_K = K₂Y визначити значення X.

При статичному слідкуючому зрівноважуванні, в принципі, значення DХ ¹ 0, хоча й мале, бо інакше було б Y = 0, а при астатичному - завдяки наявності інтегруючого елемента в колі прямого перетворення може бути DХ = 0 . Функції інтегруючого елемента виконує реверсивний двигун.

У випадку розгортального зрівноважування X_K генерується автономним джерелом компенсуючої величини ДКВ, яка змінюється автоматично до моменту компенсації, тобто коли DХ = Х - X_K стає настільки малим, що реагує пристрій порівняння ПП, який видає сигнал на вихідний пристрій ВП про рівність Х = X_K, а ДКВ - інформацію про значення Х_К.

Комбіноване перетворення є тоді, коли від'ємним зворотним зв'язком охоплена тільки частина кола прямого перетворення.

1.3.2.3. Узагальнена структурна схема вимірювальної інформаційної системи

В поняття ВІС входять системи: вимірювальна, автоматичного контролю, технічної діагностики і розпізнавання образів. В поєднанні з комп'ютером ВІС становить вимірювально обчислювальний комплекс. Всі ВІС за структурою можна узагальнити і зобразити, як на рисунку, де позначено: О - об'єкт дослідження; С - споживач вимірювальної інформації; 1 - вимірювальна частина ВІС, до складу якої входять первинні перетворювачі, комутатори, перетворювачі неелектричних величин на електричні, міри і компаратори, аналого-цифрові перетворювачі (АЦП) тощо; 2 - пристрій математичної обробки вимірювальної інформації за певним алгоритмом; 3 - пристрій передачі і зберігання вимірювальної інформації; 4 - пристрій відображення інформації (індикація, друк, перфорація, графіки тощо); 5 - пристрій автоматичного керування роботою ВІС.

Вимірювальна частина ІВС може бути різної структури, а саме:

- паралельної дії - системи з паралельними вимірювальними каналами;

- паралельно-послідовної дії - системи з одним вимірювальним каналом і комутатором для перемикання первинних перетворювачів;

- послідовної дії - системи а одним вимірювальним каналом і з одним первинним перетворювачем, який сканує досліджуване поле вимірюваної величини в n заданих точках;

- мультиплікуючі розгортальні системи, у яких вимірювальні канали паралельні з окремими компараторами, але зі спільної мірою.