Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
Основными неметрологическими характеристиками являются: надежность, быстродействие, помехоустойчивость, верность передачи информации, пропускная способность, производительность, срок службы и ресурс работы, ремонтопригодность, энергопотребление, габариты, массовые характеристики и т.п. Для современных измерительных средств на основе микропроцессорной и вычислительной техники важное значение имеет их аппаратурная, алгоритмическая и программная совместимость.
Возможность применения измерительных средств зависит также от установленных для них условий эксплуатации (температуры, влажности, вибраций, давления и т.п.). Особое значение это имеет для ПП, подвергающихся зачастую непосредственному воздействию испытательной среды.
4.4.2. Элементы
измерительных систем
Для каждого из элементов АСИ общие свойства и характеристики имеют свое конкретное выражение в зависимости от их назначения и конкретных условий эксплуатации в данной системе испытаний.
Первичные преобразователи (ПП) обеспечивают восприятие и фиксацию первичной испытательной информации — параметров объекта испытаний и испытательной среды — и формирование сигналов-носителей экспериментальных данных об этих параметрах.
Их состав для каждой системы испытаний, объекта испытаний и конкретного эксперимента различен. При оценке свойств ПП важное значение имеет определение необходимости последующего преобразования (усиления, масштабирования, унификации) его выходного сигнала, линеаризации функции преобразования измеряемой величины, обеспечения электроэнергией, а также установление метрологических требований к измерению первичного параметра (точности измерений, периодичности опроса в процессе испытаний, видов обработки Результатов измерений и т.п.).
353
Наиболее характерными видами информативных параметров и выход, ных сигналов НИ являются постоянные и переменные токи и напряжения, частота, фаза, мощность электрических сигналов, активные и реак-тивные сопротивления, емкости, индуктивности, импульсные и гармони* ческие последовательности, временные параметры сигналов и т.п.
Основные функции измерительных преобразователей (ИП) заключаются в нормировании и унификации сигналов ПП, обеспечении метрологической совместимости с другими элементами канала и повышении точности измерений. Это достигается за счет усиления, нормализации сигналов, преобразования одного вида сигнала в другой или одного информационного параметра сигнала в другой информационный параметр ц других линейных (масштабирование, температурная компенсация, установление нуля и т.п.) и нелинейных (фильтрация помех, линеаризация сигнала ПП) преобразований.
В соответствии с ГОСТами в качестве носителя приняты электрические сигналы постоянного и переменного тока. Уровни постоянного тока в системе должны изменяться в различных диапазонах в пределах ± 100 мА. Уровни напряжений постоянного тока устанавливаются в различных диапазонах в пределах ±10 В. При этом лимитируются и нагрузочные сопротивления. Преобразователи с токовым выходом используются, как правило, при передаче сигналов на большие расстояния.
Использование средств микроэлектроники и вычислительной техники потребовало введения унифицированных сигналов напряжения постоянного тока 0 — 5 В. На переменном токе в качестве основных унифицированных применяются сигналы с уровнями (-1,0) + (+1,0)В; 0 + 2,0 В при частоте 50 или 400 Гц.
Частотные сигналы применяются для дистанционной передачи, а также при высоком уровне помех.
По принципу действия ИП подразделяются на усилители, делители, стабилизаторы напряжения и тока, шунты, мостовые схемы, измерительные трансформаторы, преобразователи постоянного тока и напряжения в переменные и обратно, функциональные операционные усилители и др.
В случае применения ПП или использования комплексных элементов с цифровым выходом в составе АСИ могут применяться преобразователи кодов. Некоторые ПИ осуществляют функции умножения, деления, возведения в квадрат и извлечения корня преобразуемых величин, определения их отношений, сравнения с уставками и др.
ИП по форме представления выходной величины подразделяются* на аналоговые и дискретные.
ИП могут быть универсальными и специализированными. Так, например, некоторые ИП приспособлены для сопряжения с определенным видом датчиков (пьезодатчиками, термометрами сопряжения, тер* моэлектрическими термометрами и т.п.).
354
Различают индивидуальные, групповые и многоканальные ИП. Индивидуальные ИП обслуживают один ПП. Групповые ИП обслуживают определенную группу ПП с однородными выходными сигналами. Они располагаются после коммутатора и требуют специального управления. Иногда такие ИП совмещают в себе и функции коммутатора.
Если выходные сигналы ПП разнородны, то применяются многоканальные ИП, представляющие собой конструктивное объединение нескольких индивидуальных ИП. Характеристики некоторых ИП в приборном исполнении приведены в табл. 4.7.
Применение измерительных коммутаторов (ИК) и мультиплексоров позволяет уменьшить объем оборудования и построить многоканальные системы передачи информации по принципу временного или пространственного разделения каналов. Выбор места расположения, числа, структуры соединения коммутаторов и мультиплексоров и их характеристик существенно влияет на качество измерения и другие технические и эксплуатационные характеристики АИС в целом.
