Масштабирование входного аналогового сигнала

Рассмотрим операцию масштабирования сигналов измерительного канала ( рис. 5 ) со следующими характеристиками.

Датчик с аналоговым выходным сигналом и линейной градуировочной характеристикой вида:

 

где: Y, - значения технологического параметра,

I- значения сигнала с датчика, индексы 1, 2 относятся к любым двум точкам

градуировочной характеристики измерителя.

Из приведенной формулы получаем:

 

Программа драйвер, опрашивающая АЦП, выдает значение сигнала тока датчика, т. е. Y_вх = I.

Следовательно, формула масштабирования канала:

где: Y_вх- входное значение канала,

Y_ап- аппаратное значение канала.

 

Таким образом:

где константы: ,

 

Рис. 5 Характеристики измерительного канала:

а- принципиальная схема; b- градуировочная характеристика датчика.

 

Пример. Масштабирование сигналов измерителя давления (урок 1).

В системе используется датчик давления с линейной шкалой 0 ¸ 10 ати, выходным токовым сигналом 4¸ 20 ma.

В соответствии с представленными выше уравнениями коэффициенты формулы масштабирования сигнала с датчика давления:

 

 

В результате формула масштабирования примет вид:

 

Масштабирование выходного аналогового сигнала

Рассмотрим операцию масштабирования сигнала управляющего воздействия в системе ( рис.6 ) со следующими характеристиками.

Плата УСО с с аналоговым выходным сигналом, исполнительный механизм с линейной характеристикой вида:

 

где: I- токовый сигнал, поступающий на исполнительный механизм,

X- степень открытия регулирующего клапана,

индексы 1, 2 относятся к любым двум точкам характеристики исполнительного механизма.

Из приведенной формулы получаем:

 

 

Программа ПИД-регулятора формирует значения степени открытия регулирующего клапана X, которые передаются в канал Output.

В результате значения этого канала соответствуют: Y_ап = X , Y_вых = I

где: Y_вых- выходное значение канала,

Y_ап- аппаратное значение канала.

 

Следовательно, формула масштабирования канала:

или

 

Таким образом:

где константы: ,

 

Рис. 6 Характеристика канала системы управления:

а- принципиальная схема; b- характеристика исполнительного устройства.

 

Пример. Масштабирование управляющего воздействия (урок 2).

В системе используется исполнительный механизм с входным токовым сигналом 4¸ 20 ma, изменяющий положение регулирующего клапана в пределах 0 – 100%.

В соответствии с представленными выше уравнениями коэффициенты формулы масштабирования:

 

 

В результате формула масштабирования примет вид:

Фильтрация

Практически изменения всех технологических параметров кроме полезного сигнала содержат помеху. Высокочастотные помехи, проходя по тракту формирования управляющего воздействия, вызывают высокочастотные колебания регулирующих органов, что приводит к их быстрому износу.

Для выделения полезного сигнала среди помех осуществляют операцию цифровой фильтрации.

В TRACE MODE данная процедура присутствует только у аналоговых каналов. Набор выполняемых ею операций отличается для входных и выходных каналов.

У каналов типа INPUT фильтрация выполняется после процедуры трансляции до формирования реального значения. Фильтрация включает в себя следующие операции:

· подавление пиков - случайных всплесков в тракте измерения;

· подавление малых колебаний значения канала;

· экспоненциальное сглаживание.

 

У каналов типа OUTPUT данная процедура формирует реальное значение по входному значению.

При этом выполняются следующие операции:

· подавление малых колебаний значения канала;

· экспоненциальное сглаживание.

· ограничение скорости изменения реального значения;

Фильтрация пиков

Осуществляется отбрасыванием одиночных импульсов.

Если изменения сигнала за один такт больше заданной величины, то значение сигнала не меняется:

где: d _max – максимальное изменение параметра за один такт.

Фильтрация малых колебаний

Осуществляется путем введения зоны нечувствительности (апертуры).

Если изменения сигнала за один такт меньше заданной величины, то значение сигнала не меняется:

(4.10)

где: Y[n] - измеренные значения технологического параметра на n-ом такте,

Y _f [n] - фильтрованные значения технологического параметра,

d _min – апертура (зона нечувствительности).

 

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Моделирование искажения спектра сигнала
2. Организационные формы проведения входного контроля и документооборота
3. Подавать сигналы спасателям: днем – размахивая ярким полотнищем, а ночью – световыми сигналами, подавая голос
4. При запрещающем показании входного светофора
5. Разрешается ли производить работы, требующие ограждения сигналами остановки или уменьшения скорости, без согласия дежурного по железнодорожной станции на станционных железнодорожных путях?
6. Спектр периодического сигнала
7. Средства звукоизоляции и звукопоглощения акустического сигнала
8. Уменьшает интенсивность светового сигнала