Подготовка исходной информации в АСУТП

· Измерительные преобразователи.

· Погрешности измерительных преобразователей.

1. Измерительные преобразователи.

· Чувствительные элементы, преобразующие контролируемую или регулируемую величину в выходной сигнал, удобный для дистанционной передачи или дальнейшей обработки, называется измерительным преобразователем. В сложной измерительной цепи, составленной из нескольких последовательно соединенных измерительных преобразователей, первый называется первичным преобразователем или датчиком. Входной сигнал первичного преобразователя является входным сигналом всей цепи, т.е. измеряемым сигналом.

Рис.1.3.1 сложная измерительная цепь

О – объект измерения,

ПП – первичный преобразователь (датчик),

ПрП – промежуточный преобразователь,

ИП – измерительный прибор.

Назначение промежуточного преобразователя ПрП:

1. Отделение датчика от измерительного прибора, в результате чего ИП можно разместить на щите оператора в нормальных условиях эксплуатации;

2. Уменьшение номенклатуры ИП за счет унификации промежуточного сигнала.

В таблице 1 приведены наиболее часто употребляемые унифицированные сигналы и пределы их измерения.

таблица 1.3.1

Унифицированный сигнал	Пределы измерения
Постоянный ток	0-5, 4-20мА;
Напряжение постоянного тока	0-10v, 0-100mV;
Напряжение переменного тока	-1-0-1v, 0-2v;

 

При выборе унифицированного промежуточного сигнала руководствуются главным образом длиной канала связи. При длине канала связи до 300м в качестве промежуточного сигнала можно использовать любой унифицированный сигнал.

 

 

2. Погрешности измерительных преобразователей.

· Погрешность измерения – основная метрологическая характеристика измерительных преобразователей. Различают случайные, грубые и систематические погрешности.

Случайные погрешности изменяются случайным образом при многократных измерениях одного и того же параметра. Они принципиально не могут быть устранены при измерениях.

Грубые погрешности возникают вследствие неправильной организации процесса измерения (неправильного отсчета показаний прибора, выхода из строя какого-либо элемента измерительной цепи). Такие погрешности могут быть обнаружены и устранены.

Систематические погрешности закономерно изменяются или остаются постоянными при многократных измерениях одного и того же параметра. Они вызваны недостатками методов измерений и конструкций измерительных преобразователей. Эти погрешности могут быть обнаружены и устранены.

Абсолютная погрешность определяет точность измерения физической величины x:

 

где – абсолютная погрешность,

x₀ – точное значение величины,

x – измеренное значение величины.

Относительная погрешность определяет качество измерения физической величины:

 

На практике используют приведенную относительную погрешность:

 

где – максимальное значение диапазона измеряемой величины x.

 

Зависимость выходного сигнала измерительного преобразователя от его входного сигнала в установившемся состоянии называется статической характеристикой:

 

где y – выходной сигнал,

x – входной сигнал,

f – известная функция,

x_n – порог чувствительности.

– чувствительность измерительного преобразователя.

Нестабильность статической характеристики является источником двух видовых погрешностей:

1. дрейф нуля, т. е.

2. изменение чувствительности,

Если известны зависимости x_n(t) и k(t), то эти погрешности можно компенсировать:

o дрейф нуля:

o изменение чувствительности: