ния преобразователей, называя их соответственно контрольно-измерительное оборудование и управляющее.

В свою очередь, эти две области подразделяются на телеметрическое контрольно-измерительное оборудование (в котором измерительные системы используются совместно с радиолиниями связи между преобразователем и устройствами отображения информации), химический анализ (при котором система используется для того, чтобы определить и отобразить относительное содержание составляющих смесь веществ), процесс управления (в котором производственный процесс, например прокат стали, контролируется и управляется) и т. д.

Иъ рис. 1.1, а представлены основные составляющие типичной контрольно-измерительной системы. Безус-

Мзгеряетя

например: механическое напряжение, давление, скорость, температура

Сопряжение сигналов (при необходимости)

Линия связи

Сопряжение сигналов (принеобходимости)

Отображение ит запоминание

Измеряемая величина-, например: механичест кое напряжение, даВ-пение,скорость, температура

Исполнительное устройство или Выходной, преобразователь

Измерительный npeoSpa-зоВатепь

Сопряжение сигналов, их шорми-роба ние, обработка данных (при необ-ходимости)-

Линия связи

Сопряжение сигналов, их торми-роВание, обработка данных (при необходимости)

Сопряжение сигналов, их формирование, обработка данных [при необходимости)

Отображение или запоминание

Обратная связь

Опорный сигнал, соответствующий , желаемому уровню измеряемой величины

Рис. 1.1. Структурные схемы контрольно-измерительной (а) и управляющей (б) систем. Управляющие системы могут рассматриваться как контрольно-измерительные, дополненные управляющими схемами

ловно, не все они должны иметь место в каждом конкретном случае применения этих систем. На рис. 1.1,6 изображена в упрощенном виде типовая система управления. В сущности, часть системы управления является контрольно-измерительной системой. Таким образом, в интересах настоящей междисциплинарной книги измерительные преобразователи и схемы сопряжения их с другим оборудованием систем (интерфейсы) следует рассматривать с общих позиций, хотя в дальнейщем бу« дут сделаны ссылки на конкретные области их использования.

Рассматривая рис. 1.1, следует остановиться на следующих главных моментах.

Измеряемая величина - это подлежащая измерению физическая величина, например: ускорение, перемещение, сила, расход, уровень, положение, давление, механическое напряжение, температура, скорость и т. п. В некоторых случаях измеряемой может быть и электрическая величина, такая, как ток, напряжение или частота, которая преобразуется в электрический сигнал, пригодный для использования в других частях системы. При, этом измерительный преобразователь является электрическим преобразующим элементом.

Входной преобразователь, преобразующий измеряемую величину в электрический сигнал, - это прибор. Пригодный для использования в других частях системы.-Правда, хотя входные преобразователи генерируют электрический выход, существуют, однако, среди них и такие, которые имеют другую природу выходного сигнала, например давление воздуха, но таких преобразователей немного и они здесь не рассматриваются. Преобразователи с неэлектрическим выходом применяются в качестве чувствительных элементов измерительных преобразователей или служат для превращения неэлектри-ческого сигнала в электрический. Все функции преобразователей являются аналоговыми, поэтому в общем случае (за некоторыми исключениями) их сигналы также аналоговые.

Линии связи - это линии между входным преобразователем и другой частью системы. Таких линий в строгом смысле может иногда и не быть, если, скажем, входной преобразователь размещается в нескольких сантиметрах от другой части системы. Если же он располагается на другом расстоянии от системы, то должны

быть предприняты шаги к тому, чтобы линии связи не влияли либо слабо влияли на эффективность работы системы.

. Там, где в системе имеются существенные линии связи, требуется один или 6ojiee каскадов сопряжения сигналов, чтобы малый выходной сигнал входного преобразователя усилить, подвергнуть аналого-цифровому преобразованию, фильтрации, модуляции и т. п. Это необходимо для того, чтобы информация, выдаваемая первичным преобразователем, не терялась при передаче ее к другим частям системы. Такие каскады могут включать в себя и схемы обработки сигнала, в которых содержащиеся в сигналёвхбдного преобразователя данные подвергаются цифровой обработке, а результирующий сигнал или- результаты вычислений могут быть отображены на дисплее, запомнены или использованы в целях управления. Сопряжение сигналов может осуществляться в нескольких точках системы.

В некоторых случаях довольно сложно сделать заключение о том, где в системе аналоговые сигналы преобразователей становятся данными. Поэтому часто невозможно различать каскады формирования аналогового сигнала и обработки данных. К. счастью, это различие является довольно значительным.

Отображающие или запоминающие приборы - это приборы, которые индицируют текущее значение измеряемой величины для удобства работы оператора системы или запоминают соответствующую информацию для ее последующего использования.

В случае управляющей системы (рис. 1.1, б) применяются некоторые виды компарирующих приборов, предназначенных для сравнения обрабатываемых данных с некоторыми опорными значениями и получения разностного сигнала.

Работающий по разностному сигналу выходной преобразователь используется для управления измеряемой величиной.

Безусловно, приведенные на рис. 1.1 примеры систем содержат не все типы каскадов формирования и обработки сигналов и не отражают всех режимов работы контрольно-измерительных и управляющих систем.

Вообще говоря, принципы работы входных и выходных преобразователей довольно просты. Конечно, режимы их работы существенно отличаются друг от дру-