Измерительные информационные системы

Как правило, в НД отсутствуют полные данные, необходимые для построения модели. Поэтому при использовании расчетных методов необходимо повести исследования и работы по построению модели и проверке ее адекватности.

В общем  случае расчет номинальной функции  преобразования, характеристик неопределенности показаний ИК основан на последовательном приведении к выходу канала функции преобразования и составляющих неопределенности показаний ИК и последующим их суммировании.

Рассмотрим  методику расчета статических МХ на примере определения номинальной функции преобразования ИК.

Исходные  данные:

N- количество  компонентов в канале;

fsai(x) - номинальная функция преобразования каждого компонента

(i=1,2,…N) задается  в виде линейной функции входного  сигнала.

fsai (x) = Ai x + ai , где Ai и ai - мультипликативная и аддитивная составляющие функции преобразования, определяющие наклон и смещение f sai .

Мультипликативная составляющая функции преобразования определяется по формуле

,

при  i =1,2…N

Аддитивная  составляющая функции преобразования канала определяется из выражения

Тогда для  канала в целом

                            где      

Например, для ИК, состоящего из трех последовательно соединенных компонентов, k1 ,k2 ,k3 аддитивные и мультипликативные функции преобразования, которых обозначим A1, a1, A2, a2, A3, a3, соответственно, расчет номинальной функции преобразования производится следующим образом. Сигнал на выходе K1 можно записать в виде

Этот  сигнал является входным для компонента k2 выходной сигнал, которого можно получить из выражения

 

Рис.3.3. Простейшая линейная модель ИК

Для компонента K3:

что соответствует формуле для  fsa(x).

Исходными данными для расчета динамических характеристик ИК являются:

Aai(ω) - номинальная АЧХ компонента;

Δφai(ω)- номинальная  ФЧХ компонента;

ΔAai(ω), Δφai(ω) - наибольшие допускаемые отклонения АЧХ и ФЧХ от номинального значения.

Номинальную АЧХ ИК и  , рассчитывают по формулам :

Номинальную ФЧХ и наибольшие допускаемые  отклонения от нее рассчитывают по формулам :

Данные  соотношения можно использовать при двух следующих условиях:

- ИК состоит  из линейных аналоговых компонентов,  либо включает дискретные компоненты, нелинейными инерционными свойствами которых можно пренебречь;

- в ИК  имеет место стационарный динамический  режим, когда математическое ожидание и дисперсия измеряемого сигнала не зависят от времени, а корреляционная функция зависит от разности времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Применение  и развитие измерительной техники  всегда было обусловлено потребностями  производства, торговли и других сфер человеческой деятельности. Контрольно-измерительные  операции давно стали неотъемлемой частью технологических процессов  и в значительной степени определяют качество выпускаемой продукции. Прогресс измерительной техники неразрывно связан с научно-техническим прогрессом. Новые научные и технические  задачи приводят и к новым измерительным  задачам, для решения которых  нужны новые средства измерений (СИ), а новые научные и технические  результаты влияют на уровень измерительной  техники:

- повышается  точность измерений, и расширяются  диапазоны измерения;

- растет  номенклатура измеряемых величин;

- увеличивается  производительность измерительных  операций, и за счет их автоматизации  уменьшается влияние человеческого  фактора;

- возрастает  число выполняемых функций.