1
10
≡00...001
2
10
≡00...011
З
10
≡00...101
4
10
≡00...100
5
10
≡00...101
6
10
≡00...110
7
10
≡00...111.
Перевірки сформовано так, що в кожну з них відповідний контрольний символ
(перша, друга, четверта, восьма й т.д. позиції входить у рівняння перевірки одноразово). На цій підставі практично у кодуючому пристрої їх значення одержують з відповідного рівняння перевірки за символами відомого примітивного коду, які розміщують на всіх (крім контрольних) позиціях коригуючого коду.
Декодер використовує ті ж самі рівняння перевірки, і якщо в усіх рівняннях сума за
87 модулем "два" дорівнюватиме "нулеві", то це є свідченням відсутності однократних спотворень.
При наявності спотворення символу в одній або декількох перевірках сума значень символів за модулем "два" дорівнюватиме "одиниці". Перевірки сформовані так, що за ними можна встановити номер спотвореної позиції, наприклад, якщо одержано "одиниці" в першій та третій перевірках, то це в двійковому поданні п'ята позиція коду (101 2
≡2 0
+2 2
=5 10
). Тобто, спотворена п'ята позиція коду. Дійсно, рівняння перевірки сформовано так, що в кодері символи з п'ятої позиції використано при формуванні першого та п'ятого контрольних символів, тобто в першому третьому рівняннях перевірки:
1
10
≡00...001
2
10
≡00...010
З
10
≡00...011
4
10
≡00...100
5
10
≡00...101
6
10
≡00...110
7
10
≡00...111.
Отже, при першій перевірці проявляться спотворення, що виникли на позиціях коду, номер яких при двійковому відображенні має одиницю в першому розряді, тобто відповідає непарним десятковим числам 1, 3, 5, 7, 9 ..., при другій перевірці - одиницю в другому розряді, що відповідає десятковим числам 2, 3, 6, 7, 10,..., при третій перевірці - одиницю в третьому розряді, що відповідає десятковим числам 4,
5, 6, 7, 12,..., і т.д. Для контрольних символів вибрано позиції 1, 2, 4, 8,..., оскільки вони зустрічаються в рівняннях перевірки одноразово. Результати кожної з перевірок фіксуються нулем, якщо спотворення відсутнє, та одиницею, якщо наявне.
88
СИСТЕМИ ІНТЕНСИВНОСТІ Системи з амплітудною модуляцією постійної напруги (струму) називаються
системами інтенсивності. Їх частка, зокрема, в енергетиці переважає 60 % серед усіх телевимірних систем.
В цих системах
амплітуда канальних сигналів лінійно пов’язана з
вимірюваними параметрами, зокрема:
1)
активною та реактивною потужностями;
2)
напругою та частотою;
3)
струмом та навантаженням;
4)
тиском та
температурою пари на ТЕС;
5)
рівнем води на ГЕС;
Застосовуються вони, головним чином, як системи ближньої дії.
Застосовують різні види передачі: ЛЕП, трубопроводи і т.п.
Переваги систем інтенсивності: 1)
можливість застосування в якості вихідних приладів
магнітоелектричні засоби вимірювання:
високочутливі, з рівномірною шкалою. 2)
вплив лінії зв’язку при передачі канальних сигналів на постійному струмі визначається лише впливом зміни її опору та струмів через ізоляцію;
3)
при передаванні постійним струмом ЛЗ легше піддаються
балістуванню з метою
зменшення впливу зміни
опору лінії на якість передачі, що особливо ефективно при використанні кабельних та повітряних ліній з малими струмами через ізоляцію;
4)
лінії передачі постійного струму
менше підлягають впливові від наведення від суміжних силових кабелів
5)
постійні струм чи напруга простіше перетворюються в інші сигнали, що забезпечують
спряження з іншими системами контролю та регулювання.
Класифікація систем інтенсивності: Системи інтенсивності - приклад
систем прямих вимірювань, що в залежності від виду перетворення вимірювальної інформації поділяються на
балансні та небалансні.
1)
Небалансні - прості, дешеві, надійні (правда, невисокої точності), що виконані за схемою прямого перетворення, працюють із сигналом високого рівня на вході (≥10…20 В).
При вимірюванні неелектричних та магнітних величин використовуються вимірювальні перетворювачі цих величин у постійний струм.
На рис.29 показана функціональна схема небалансної системи інтенсивності, яка складається з небалансного перетворювача, лінії зв’язку, до якої додається балансний опір, і приймального приладу.
89
Рис.29. Функціональна схема небалансної системи інтенсивності.
Еквівалентна схема заміщення такої системи приведена нижче.
Розв’язок системи дає:
+
⋅
+
+
⋅
+
+
+
=
2 1
2 2
1 2
/
1 2
1 2
1
R
Z
Z
R
R
Z
R
R
R
Z
Z
Е
і
лін
ізол лін лін
ізол лін прил
R
бал
включають для зменшення впливу зміни R
лін
на загальний опір лінії.
1)
Якщо R
бал
включено на передаючому боці системи, то
R
Z
Z
бал
+
=
1
`
1
, а якщо на приймальному, то
R
Z
Z
бал
+
=
2
`
2
Виконання умови
2 2
`
1
R
Z
Z
лін
+
>>
чи (для другого випадку)
2 1
`
2
R
Z
Z
лін
+
>>
, шляхом вибору відповідного значення R
бал
, означає, щоR
бал
>> R
лін
/2.
Тоді, для 1 –го випадку:
(
)
R
Z
R
R
Z
E
i
ізол
ізол лін прил
2
`
1
`
2 1
+
+
≈
для 2 –го випадку:
(
)
R
Z
R
R
Z
E
i
ізол
ізол лін прил
1
`
2
``
2 1
+
+
≈
Якщо ж R
ізол
→∞ та, відповідно, і
вит.
→
0, то проблема розміщення R
бал
втрачає сенс, оскільки тоді:
Небаланс.
перетвор.
Лінія зв’язку + R
бал.
Приймальний
прилад
E
i
н
Z
1
R
лін
/2
R
лін
/2
i
прил.
Z
2
R
ізол.
і
вит.
Z
1/2
–
імпеданс кола на передаючому та приймальному боці;
R
лін
– опір лінії;
R
ізол
– опір ізоляції;
i
прил.
– струм на приймальному боці;
i
н
- струм на передаючому боці;
і
вит.
– струм витоку;
Е – е.р.с. на виході небалансного перетвор.
Запишемо р-ня для контурів еквівалентної схеми
:
(
)
і
і
і
R
Z
і
R
і
R
і
R
Z
і
прил
вит
н
лін
прил
ізол
вит
ізол
вит
л
н
E
+
=
+
⋅
+
⋅
−
=
⋅
+
+
=
)
2
(
0 2
2 1
90
∗
Z
E
i прил
`
1
≈
або ж Z
E
i прил
`
2
≈
2) Зазвичай,
Rбалвключають на
передаючому боці системи, оскільки опір небалансного перетворювача значно перевищує опір вимірювального приладу.
При цьому також менше впливає і зміна опору ізоляції, оскільки
R
Z
R
Z
ізол
ізол
/
/
2 1
>>
Для кабельних ліній можна вважати, що рівність, позначена, як
∗
), досить точно виконується, тобто, струм на приймальному боці практично не залежить від параметрів лінії зв’язку.
Що стосується
радіусу дії системи інтенсивності, то його можна
збільшити, а
похибки від зміни параметрів лінії зв’язку
зменшити, використовуючи, як
сенсори, низьковольтні малошумлячі перетворювачі (з покращеними метрологічними характеристиками та без необхідності додаткових джерел живлення), якщо
застосувати компенсаційний метод вимірювання.
Системи, що їх називають
балансними системами інтенсивності, є
теоретичною межею небалансних систем, тобто, з
Rбал =
∞
. Хоч в реальних системах
ідеальні умови не мають місця (струм в лінії відмінний від нуля, чутливість засобу вимірювання скінчена), все ж показники балансних систем кращі, ніж у небалансних.
В якості вихідних приладів цих систем використовуються автоматичні компенсатори постійного струму.
В системах інтенсивності частіше всього використовуються такі номінальні значення струмів:
0…1; -1…0…1; 0…5; -
5…0…5 (мА).
При вимірюванні параметрів
змінного струму застосовують
вимірювальні прилади з випрямлячами. Широко застосовуються також
індукційно - випрямні пристрої в яких на вхід випрямляча подається змінна напруга, що пропорційна куту повертання індукційного перетворювача, що, в свою чергу, відповідає значенню вимірюваної величини:
Х → α
→ Е→ Е=Прикладом систем інтенсивності може бути
телевимірювальна система інтенсивності (ТВС). В одноканальних аналогових ТВС канал звязку безпосередньо входить у вимірювальне коло і є аналоговим вимірювальним перетворювачем
(рис.30).
Рис.30. Одноканальна телевимірювальна система інтенсивності Джерело вимірю вальної
інф-ції
Випрямний перетворювач
∧/∧
Лінія зв’язку
91
Такі системи здебільшого обслуговують енерґетичні об’єкти. Вимірювані величини - напруга, струм, потужність ґенераторів тощо, подаються на вимірювальні перетворювачі з уніфікованим вихідним сиґналом, найчастіше постійного струмому від 0 до 1 мА (або від 0 до 5 мА) чи напруги від 0 до 1 В (або 0 до 5 В, тощо). Результат вимірювання в таких ТВС отримують на приймальному боці системи. ТВС використовують здебільшого 2-х провідну лінію звязку, якою передаються сиґнали у вигляді постійного струму чи напруги. Основним джерелом похибок ТВС є зміна параметрів лінії звязку (ЛЗ) внаслідок зміни зовнішніх умов
(вологості чи температури).
Системи інтенсивності поділяються на
некомпенсаційні і компенсаційні (компенсаційні ТВС використовують статичне чи астатичне реґулювання), струмові
ТВС і на пругові [5]. Отже,
вхідні величини цих систем перетворюються в
еквівалентний уніфікований сиґнал постійного струму, що передається лінією звязку. Для виконання цих перетворень розроблені та випускаються промисловістю
випрямні перетворювачі типу ВПН (напруги) і ВПС (струму), потужності та частоти. У перетворювачах типу ВПН і ВПС передбачено заходи для зменшення похибок від нелінійності випрямлячів, від температурних впливів, від зміни частоти.
На приймальному боці у струмових некомпенсаційних ТВС застосовуються магнітоелектричні вимірювальні механізми, які мають високу чутливість. Це дозволяє вмикати послідовно із ЛЗ додатковий резистор з великим опором для зменшення впливу зміни опору ЛЗ на похибку телепередавання вимірювального сиґналу.
Як приклад, покажемо роботу ТВС з використанням випрямного перетворювача напруги типу ВПН-2.
Система призначена для передавання значення напруги з вторинної обмотки вимірювального трансформатора напруги кабельною лінією зв’язку на приймальний прилад магнітоелектричної системи.
Телевимірювальний пристрій випрямної системи призначений для вимірювання напруги у колах змінного струму частотою 50 Гц при використанні кабельної лінії звязку, активний опір якої не перевищує 3000 Ом. Можливе також використання повітряної лінії звязку при умові, що опір ізоляції між провідниками в найгірших умовах не менший ніж 300000 Ом.
Обладнання системи розраховане на встановлення на панелях телевимірювання і диспетчерських пультах в закритих поміщеннях з температурою навколишнього повітря від -10 oC до +40 oC - для випрямних перетворювачів від
+10 o
C до +35 oC - для приймальних приладів, при відносній вологості повітря до
80%, за відсутності струмопровідного пилу і шкідливих домішок, які викликають корозію.
Дія
вимірювального перетворювача випрямної системи базується на
перетворенні змінного струму у відповідне значення постійного струму для подальшого передавання лінією звязку.
Телевимірювальний пристрій для вимірювання напруги змінного струму складається з перетворювача напруги, який встановлюють на передавальному боці.
Первинна обмотка проміжного трансформатора перетворювача вмикається у коло
92 вторинної обмотки вимірювального трансформатора струму. Випрямлений струм через лінію звязку надходить до приймального приладу - магнітоелектричного міліамперметра, шкала якого проґрадуйована в одиницях вимірюваної величини або уніфікованого вихідного сиґналу.
На рис.31 показана одноканальна телевимірювальна система інтенсивності, яка складається з вимірювального трансформатора ЛАТР, вольтметра V, випрямного перетворювача ВПН-2, лінії зв’язку, міліамперметра mA та потенціометра.
Рис.31. Одноканальна телевимірювальна система інтенсивностіз
використаннм випрямного перетворювача ВПН-2.
Принцип дії приведеної системи наступний: змінна напруга (70-130 В) подається на ВПН-2, де перетворюється в постійну і передається через лінію зв’язку на приймальний бік: на міліамперметр магнітоелектричної системи, де отримуємо уніфікований вихідний сигнал постійного струму 0…1 мА.
V mA
ЛАТР
ВПН-2
∧/∧
Лінія зв’язку
A
B
C
D
Потенціометр
93
СТАТИСТИЧНІ СИСТЕМИ
Це приклад ВІС для непрямих вимірювань. Має широке застосування в науці та техніці для аналізу випадкових величин і процесів. Теоретичною базою для їх побудови є мат. Статистика. Аналіз випадкових функцій може здійснюватися або аналоговими, або ж цифровими засобами. Призначення статистичної системи або вузьконаправлене (коли визначаються окремі статистичні характеристики об’єкта вимірювання), або ж багатоцільове (визначається сукупність різних характеристик).
По лінії зв’язку може передаватися чи прийматися оцінка випадкової характеристики випадкової величини (процесу), або ж вихідні дані для одержання цієї оцінки. Перший спосіб дає змогу (аналізатор на передаючому боці) економніше використовувати пропускну здатність лінії зв’язку. Обробка вихідних даних може реалізуватися як апаратним так і програмним, або ж апаратно - програмними способами.
При апаратному способі всі реалізації виконуються при допомозі схемних рішень (спеціалізованою апаратурою), при програмному – всі операції, окрім АЦП, - при допомозі спеціалізованих чи універсальних обчислювальних машин.
Реалізація систем, що реалізують останній спосіб, спричиняє створення вимірювально – обчислювальних комплексів (ВОК); це органічна єдність ВІС та
ЕОМ.
Екстремальні варіанти побудови систем (чисто програмні або чисто апаратурні) для непрямих вимірювань мають свої переваги і недоліки.
Переваги програмного варіанту: можливість використання стандартного обладнання, але деколи не забезпечується необхідна швидкість обробки вимірювальної інформації в реальному масштабі часу.
Переваги апаратурного варіанту: можливість забезпечення високої швидкодії, проте недоліком є складність технічного виконання, складність модернізації.
При експериментальному вимірюванні характеристик випадкових процесів можна оперувати з : 1-ою реалізацією випадкового процесу Х
і
(t
), ансамблем реалізацій випадкового процесу
n
m
i
t
X
,
1
)
(
=
(0≤t аналізу
≤T), ансамблем значень різних реалізацій, взятий в певний момент часу
n
m
j
i
t
X
,
1
)
(
=
Аналіз по 1-ій реалізації випадкового процесу можливий, якщо процес є стаціонарний і ергодичний (тобто коли значення його авто кореляційної функції, або коефіцієнт кореляції
0
)
(
R
R
X
≤
τ
для всіх τ≥τ
0
94
τ
0
τ
R
0
R(
τ)
процес ергодичний
τ
0
τ
R
0
R(
τ)
процес не ергодичний
Усереднення по 1-ій реалізації:
∫
⋅
=
TdttUсерU0
)
(
T
1
, де
Т – час аналізу.
)
(
m
U
U
сер
t×
=
- оцінка математичного сподівання випадкового процесу. Для стаціонарного ергодичного процесу
×
=
U
сер m
U
Нехай маємо виборку з
n виміряних значень:
{ }
nxxxxIX,...,
3
,
2
,
1
=
. Необхідно сформувати ряд серій з цієї виборки. Вважаємо, що елемент буде «+» при х
і
≥х сер
і
«-
» при х
і
<
х сер
. Отримуємо п’ять серій ++ --- + -- +++.
Серією називається послідовність знаків
одного характеру, обмежена знаками
іншого характеру або відсутністю будь-яких знаків. Для серій створено таблиці
(закони розподілу). Якщо ми знаємо, скільки в серіях значень при об’ємі виборки
n і заданий довірчий інтервал
α , то перевіряємо гіпотезу про стаціонарність процесу: якщо процес є стаціонарний, то в послідовності кількість «+» і «-» буде однакова
(проте це може іноді і не виконуватись через обмеженість виборки). Довірчий
інтервал
α задається: 0,05; 0,02; 0,01; 0,1.
Довірча імовірність (імовірність того, що буде відкинута правильна версія):
2
)
(
)
(
α
=
∫
∞
+
=
∫
∞
∞
−
Хдовdxxpdxxp∫
+
−
=
⋅
−
=
ХдовХдовхрдовРdx
)
(
2 2
1
α
Для заданих
n і
α згідно таблиці законів розподілу знаходиться кількість можливих серій. Якщо кількість серій поміщається в ці границі, то вважається, що при заданому рівні довірчого інтервалу
α послідовність є стаціонарною. Якщо це не
Х
дов
Р(х)
α/2 х
Х
дов
α/2
95 використовується, можна зменшити рівень довірчого інтервалу
α або збільшити
Хдов. Випадкові функції можуть бути задані в неперервному або в квантованому
(дискретизованому) виді. В останньому випадку функція задається виборкою з
n значень, взяті через певні проміжки часу Δt.
Скачать 0.92 Mb.