CW01 - Teorie

měření a

regulace

© 2014 - Ing. Václav Rada, CSc.

cv. 4.1ZS – 2014/2015

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb

Ústav technologie, mechanizace

a řízení staveb

Teorie měření

a regulace

© 2014 - Ing. Václav Rada, CSc.

x.z-5.2mtZS – 2014/2015

inteligentní - 2

Další pokračování

tentokráte o „doprovodných“ problémech

vznikajících principiálně při nasazení převodu spojité

veličiny na digitalizovanou, tj. při tzv.

„vyšších způsobech obsahu

snímačů …“

MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

© VR - ZS 2014/2061

T- MaR

MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

INTELIGENTNÍ

© VR - ZS 2009/2010

Součástí INTELIGENTNÍCH SNÍMAČŮ jsou různé doplňkové

obvody umožní například za provozu měnit některé jejich vlast-

nosti, měnit způsob zpracování signálu měřené veličiny, provést

úplné zpracování (včetně filtrace a linearizace) a vyhodnocení

změřené veličiny podle předem zadaných kritérií.

Jsou jimi i A/D (analogově-digitální) převodníky,

T- MaR

MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

© VR - ZS 2009/2010

Například – ukázka z prvků měřicího a řídícího

systému LabView od firmy NI

DAQPad 6015 / 16 bit – 8 A vst. + 2 A výst. + D výst.

DAQPad 9211 / 24 bit – 4 termočlánkové vst. + D výst.

DAQPad 9215 / 16 bit pomalý – 2 simultání vst. + D výst.

a mnoho dalších typů ………

T- MaR

Problematika

A/D

převodníků

T- MaR

© VR - ZS 2014/2015

MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

viz prezentace o

digitalizaci

Rozlišení A/D převodníků

T- MaR

Problematika A/D převodníků je spojena s počtem bitů

– tj. na jaký počet „kroků“ bude analogový signál

digitalizován..

I z laického pohledu je zřejmé, že čím bude větší počet bitů, tím

menší bude hodnota digitalizačního „kroku“ a tedy i tím lépe bude

digitální výsledek (výsledná digitalizovaná schodovitá „křivka“)

kopírovat tvar původní analogové křivky – viz tabulka dále.

© VR - ZS 2010/2011

MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

T- MaR

Pochopitelně, že počet bitů je omezen technickými vlastnostmi a

možnostmi A/D převodníku – přesněji řečeno – čipu, který

převod zabezpečuje a který je centrem obvodů karty A/D pře-

vodníku – a taky jeho ceny i dostupnosti a to včetně inovativní

dostupnosti, neboli na technických možnostech výrobce a

zvládnutí návrhu i výrobní technologie (tedy vlastně na schop-

nostech jeho vývojových útvarů).

© VR - ZS 2010/2011

Rozlišení A/D převodníků

MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

© VR - ZS 2014/2015

CHYBY a

∆q

0101

0011

0010

0001

0000

0100

digitalizovaná

hodnota

vstupní

spojitá

hodnota

digitalizační krok

0 1 2 3 4 5

lineární průběh spojité

hodnoty

Digitalizace

T- MaRMĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

© VR - ZS 2014/2015

CHYBY a

0000

∆q

0101

0011

0010

0001

0100

digitalizovaná

hodnota –

výstup ADP

vstupní

spojitá

hodnota

digitalizační krok

s hodnotou 1 bit

0 1 2 3 4 5

lineární průběh spojité

hodnoty – STATICKÁ

CHARAKTERISTIKA

kvantizační krok

Digitalizace

T- MaRMĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

Z katalogu pro vybranou desku převodníku:

Relativní rozlišení z technických podmínek => 1,28 mV

Tj. skoro = 14 bitů !

Rozsah ±10 V

Teoretické rozlišení =2

20 V12

= 4,8828 mV

12 bitová karta

T- MaR

2

20 V14 = 1,2207 mV

Výpočet

© VR - ZS 2010/2011

Výpočet rozlišení A/D převodníků

MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

Rozlišení

T- MaR

Tabulka vyjadřující ve-

likost „kroku“ pro růz-

né napětí a různý počet

bitů A/D převodu

počet bitů napětí [V] krok [V]

3 20 2,500000000

4 20 1,250000000

8 20 0,078125000

10 20 0,019531250

12 20 0,004882813

14 20 0,001220703

16 20 0,000305176

24 20 0,000001192

3 10 1,250000000

4 10 0,625000000

8 10 0,039062500

10 10 0,009765625

12 10 0,002441406

14 10 0,000610352

16 10 0,000152588

18 10 0,000038147

24 10 0,000000596

© VR - ZS 2010/2011

MĚŘENÍ – TEORIE A PRINCIPY

T- MaR

… a to by bylo

vše

4.1.....© VR - ZS 2014/2015

T- MaR

© VR - ZS 2014/2015