тм. Решение для мобильных измерительных комплексов, требующих небольшого или среднего количества каналов. Вы можете выбрать подходящее решение из более чем 30 одно и двухканальных модулей
 Скачать 16.39 Kb.
|
|
D. Общее представление о согласовании сигналов Вы не всегда сможете подключить сигнал непосредственно к устройству сбора данных. Возможно, что для точного измерения вам понадобится дополнительно изменить сигнал, чтобы согласовать его параметры с требованиями ко входному сигналу устройства сбора данных. Согласование сигналов - одна из наиболее важных технологий в системе измерений и автоматизации. Она обеспечивает интерфейс между сигналами/датчиками и измерительной системой. Используя внешний интерфейс согласования сигналов компании National Instruments, вы объедините многочисленные технологии в одной платформе, увеличивая тем самым число и типы доступных измерений. В зависимости от скорости сбора данных, типов сигналов/датчиков и числа каналов вашего приложения вы можете выбрать системы согласования сигналов SCXI или SCC компании National Instruments. Для приложений с большим числом каналов или систем, требующих больших скоростей сбора данных, вы можете выбрать модули согласования сигналов для контрольно-измерительной аппаратуры (Signal Conditioning extensions for Instrumentation - SCXI). SCXI - проверенная временем платформа, используемая инженерами и учеными с 1991 года и насчитывающая в своём составе более 25 модулей. Система Signal Conditioning Components (SCC) компании National Instruments - идеальное решение для мобильных измерительных комплексов, требующих небольшого или среднего количества каналов. Вы можете выбрать подходящее решение из более чем 30 одно- и двухканальных модулей. За большей информацией о SCXI решениях и другом оборудовании для согласования сигналов обращайтесь на Интернет страничку ni. com/sigcon. Большинству измерительных преобразователей для выполнения работы необходим некоторый класс дополнительного внешнего оборудования. Например, терморезисторам необходим ток возбуждения, тензодатчикам необходима мостовая схема, состоящая из резисторов и называемая мостом Уитстона. Согласование сигналов - это процесс измерения и управления сигналами с целью улучшения точности, создания развязки, фильтрации и т.д. Для измерения сигналов, поступающих от датчиков, вам необходимо преобразовать их в форму, наиболее подходящую для устройств сбора данных. Например, выходное напряжение большинства термопар очень мало и чувствительно к шуму. Поэтому вам понадобится предварительное усиление сигнала перед его оцифровкой. Усиление - одна из форм согласования сигналов. Самыми распространенными типами согласования сигналов являются усиление, линеаризация, возбуждение (запитка) преобразователя и гальваническая развязка (изоляция). На рисунке 1-1 показаны наиболее распространенные типы измерительных преобразователей и сигналов, а также типы согласования сигналов, которые каждый из них требует. vrn изменяться и оцифровываться будет । В случае усиления сигнала самим У Д Р на соедиНительные провода, только сам сигнал, но и помехи, которые могут нав непосоедственной близости от что ухудшит соотношение сигнал/шум. Усиление сигнал модуля SCXI) уменьшает его источника с использованием внешнего усилителя (напр ’ - результат точнее вредное влияние шума на сигнал, и в этом случае оци ницу ni.com/inf° и соответствует слабому исходному сигналу. Обратитесь на нод информации оо введите информационный код exd2hc для получения дополш аналоговых сигналах. олезный совет Существует несколько способов уменьшения шума: • спользовать экранированные кабели или витую пару проводов. инимизировать длину проводов для уменьшения помех, которые могут на них наводиться. Располагать сигнальные провода вдали от силовых кабелей переменного бО^ц1 компьютеРных мониторов для уменьшения наводок на частоте 50 или Отношение сигнал/шум Отношение сигнал/шум (Signal to Noise Ratio - SNR) показывает уровень шума^ результирующем сигнале относительно полезного сигнала и определяется как напряж сигнала, поделенное на напряжение шума (помехи). Чем больше это отношение, те^ лучше. Как показано в следующей таблице, максимальное отношение сигнал ШУ^ достигается для сигнала, усиленного только внешним усилителем, и минимальное для сигнала, усиленного только в устройстве сбора данных.
Другие типы согласования сигналов Существует несколько других типов согласования сигналов. • Линеаризация - Многие датчики (измерительные преобразователи) имеют нелинейную зависимость выходного сигнала от изменения измеряемого физического явления. Например, изменение напряжения термопары на 10 мВ обычно не означает изменения температуры на 10 градусов. У большинства датчиков есть таблицы пересчета, которые указывают, каким образом масштабировать их показания для получения точных результатов. Линеаризацию датчика можно осуществить как при помощи аппаратной части УСД, так и программно. LabVIEW может линеаризовать уровни напряжений с датчиков с тем, чтобы вы могли масштабировать напряжения для измерения физического явления. В LabVIEW содержатся масштабные функции для преобразования напряжений с тензодатчиков, термопар, терморезисторов и термисторов. Возбуждсиие («запитка») преобразователя - Системы согласования могут ТензоИР°ВаТЬ СИГналы возбуждения, необходимые для работы некоторых датчиков, и ток ДаТЧИКам’ теРмоРезисторам и акселерометрам необходимы внешние напряжение , соответственно, для возбуждения их цепей при измерении физических явлений. альваническая развязка («изолирование») - Еще один распространенный тип гласования - гальваническое изолирование потенциалов датчиков от цепей мпьютера в целях электробезопасности. Исследуемый сигнал может иметь высокий тенциал или пиковые выбросы напряжения относительно потенциала компьютера, которые могут повредить его схему или нанести вред оператору, поэтому старайтесь не присоединять датчики непосредственно к устройству сбора данных без какой-либо гальванический развязки (изоляции). Развязка также часто используется для устранения влияния различий потенциалов заземления на процесс измерения УСД. Когда УСД и источник сигнала имеют разные потенциалы земли, может возникнуть паразитная электрическая цепь с замыканием через землю. Такие цепи могут служить причиной ошибок в цифровом представлении измеренного сигнала. Более того, если разность потенциалов земли источника сигнала 11 УСД велика, можно повредить измерительную систему. Чтобы избежать появления цепи (контура) с замыканием через землю и быть уверенным в правильном измерении сигнала, используйте изолирующие SCXI модули. Фильтрация - Использовать фильтрацию можно для удаления нежелательных компонент (помех) из принятого сигнала. Большая часть помех создается цепями переменного тока, например, блоком питания компьютера или электроосветительным оборудованием. Помехи от промышленных цепей переменного появляются на частоте 50 Гц. Для удаления такой помехи из сигнала применяйте фильтр низких частот с частотой среза менее 50 Гц. Фильтрацию можно осуществлять как при помощи аппаратных средств, так и программно.  1-11 |