Автоматизация сбора и первичной обработки информации

41 Рис. 3.23 Необходимый коэффициент усиления, если максимальное значение сигнала с выхода датчика будет 10 мВ, а требуемый динамический диапазон входа АЦП 10 В, можно определить из соотношения: К ус = 10В/10мВ = 10 3 . 3.5. Функциональный преобразователь Необходимость функциональных преобразований в измерительном канале возникает в силу ряда причин с целью: а) воспроизведения определенных математических операций, например, в случае измерения скорости потока жидкости или газа V по перепаду давления P  : 2 V q P   , где q – плотность среды; б) уменьшения нелинейности характеристики преобразования измерительного преобразователя (например, термопара, измерительный мост имеют характеристики, значительно отличающиеся от линейных). Хорошие результаты линеаризации характеристики термопары получают, применяя преобразование: л вых 1 вых 2 вых T T U k U k U   , где л вых U – линеаризованное напряжение; вых T U – напряжение на выходе термопары. Как правило, указанные задачи решают с помощью ЭВМ программными способами, где требуемые зависимости аппроксимируются с помощью полиномов (чаще первой степени), а узловые точки для их расчета хранятся в памяти ЭВМ (рис. 3.24). Шаг дискретизации градуировочной характеристики выбирают из требований точности измерений, а значения функции в промежуточных точках находят в соответствии с выражением: 1 1 2 1 2 1 x x y y x x y y      . Иногда специальную градуировочную характеристику (например, логарифмическую или изображенную на рис. 3.25, а ) формируют с помощью специальной схемы функционального преобразователя на базе инвертирующего усилителя, (рис. 3.25, б ). Увеличивая число диодов и резисторов, можно добиться большей точности при реализации необходимой зависимости с помощью ломаной градуировочной характеристики функционального преобразователя. Градуировочная характеристика Рис. 3.24    y y 1 x 1 y 3 x 3 x U вых U U вх – U U вых U вх –U +U –Е +Е