Măsurări electronice și traductoare

Curs 1

Semnal Analogic

O mare categorie de semnale reprezintă procese care variază continuu în timp.

sunt reprezentate prin modele matematice, funcţii continue în timp.

Semnal Unificat

- Pentru compatibilitatea cu dispozitivele de automatizare, semnalele calibrate sunt standardizate (unificate).

- indiferent de variaţia mărimii de intrare x, semnalul de ieşire analogic este calibrat (unificat)

Semnalul perturbator = un semnal parazit care nu conţine semnal util dar se suprapune peste acesta.

Orice semnal perturbator de aceeaşi natură cu semnalul analogic peste care se suprapune, produce o eroare relativă egală cu raportul celor două semnale.

La frecvenţe joase sub 50 Hz predomină perturbaţiile datorate descărcărilor electrice atmosferice şi vibraţiilor mecanice, valoarea lor efectivă fiind mare.

În domeniul de frecvenţe (103 - 105) Hz perturbaţiile au un nivel relativ constant şi se numesc zgomot alb.

Peste 105 Hz nivelul perturbaţiilor începe să crească în special datorită factorilor externi: emiţătoare radio -TV, convertoare electrice de înaltă frecvenţă.

Posibilităţile de reducere a raportului semnal util - zgomot este modularea pentru emiţător şi respectiv demodularea pentru receptor.

Semnale digitale

Semnalele digitale se comportă diferit faţă de perturbaţii în mod comparative cu semnalele analogice;

Suprapunerea unei tensiuni perturbatoare peste semnalul digital nu introduce erori, dacă plaja corespunzătoare fiecărui nivel nu este depăşită.

Traductor - un dispozitiv care converteste un semnal de o anumitã naturã fizicã într-un semnal corespunzãtor având o naturã fizicã diferitã.

orice dispozitiv care converteste semnale dintr-o clasã în alta este considerat a fi un traductor

În practicã însã, numai acele dispozitive care oferã o iesire electricã sunt denumite traductoare.

1. traductoarele electrice pot fi proiectate pentru orice mãrime neelectricã prin alegerea unui material corespunzãtor pentru elementul sensibil

2. datoritã posibilitãtilor electronice de amplificare ale semnalului electric de iesire rezultã cã energia acestuia nu este alteratã în procesul de mãsurare;

3. în prezent sunt disponibile un mare numãr de circuite de conditionare si prelucrare electronice

4. transmisia semnalelor electrice este mult mai versatilã în comparatie cu alte categorii de semnale.

Traductorul este - în general - element al sistemelor automate care furnizeazã indicatii cantitative sistemelor de control/comandã despre procesul automatizat;

Traductorul trebuie sã furnizeze semnale care sã poatã fi interpretate, deci iesirea lui este - de regulã - un semnal electric

Prin senzori se înteleg ansambluri de dispozitive sensibile care permit determinarea unui câmp de valori pentru o mãrime fizicã într-o manierã similarã cu organele de simt umane.

Caracteristici:

► miniaturizarea, care permite realizarea de mãsurãri “punctuale”ale mãrimilor investigate;

► multiplicarea functionalã, adicã existenta în structura unui senzor a unui numãr mare de dispozitive sensibile care îndeplinesc aceeasi functie, dispuse liniar sau matricial;

► fusiunea senzoriala, care presupune reuniunea mai multor senzori intr-o configuratie unica, pentru a asigura o functionalitate dorita.

Criterii:

a) Dupã necesitatea existentei unei surse auxiliare de activare pentru obtinerea semnalului de intrare se disting:

● traductoare active sau de tip generator;

● traductoare pasive sau de tip parametric

b) Dupã semnalul de iesire distingem:

● traductoare analogice;

● traductoare numerice.

c) Dupã principiul de functionare care stã la baza transferului de energie intrare-iesire avem:

● traductoare lucrând în regim dezechilibrat;

● traductoare cu echilibrare automatã.

d) Dupã dinamica exprimatã prin relatia intrare-iesire, traductoarele se pot clasifica în sisteme de ordinul 0, 1 (element de întârziere de ordinul I), 2 (element de întârziere de ordinul II), sau de ordin mai mare.

e) O clasificare foarte rãspânditã a traductoarelor este în functie de mãrimea mãsuratã.

În consecintã, vorbim de traductoare de temperaturã, presiune, debit, nivel, umiditate, pozitie, vitezã, acceleratie, fortã, cuplu etc.

f) Dupa principiul functional care sta la baza realizarii partii de intrare a traductorului:

- rezistive, capacitive, inductive (parametrice);

- cu acumulare de sarcina electrica, cu generare de tensiune electrica / curent electric (generatoare).