Наіт Буда Аніс Мунірович

студент

НТУУ “Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського”

місто Київ, Україна

 Анотація: запропоновано можливі реалізації перетворення неелектричних величин в электричні з подальшим поданням у вігляді частотно-часового сигналу, що може бути використана при побудові систем інтернет-калібрування.

 Ключові слова: калібрування, повірка, інтернет-метрологія, частота, автогенератор, перетворювач.

 В останні роки велика увага приділяється застосуванню Інтернет технологій. На сьогоднішній день набувають поширення системи інтернет-метрології, принцип роботи яких базується на перетворенні електричних та неелектричних вимірювальних величин з подальшим їх представлення у вигляді частоти, а в деяких випадках цифрового коду. 

 Зважаючи на те, що найбільш зручною для віддаленої передачі є частота, в статті [2] запропонована схема передачі деякої величини X з перетворенням її на частоту та подальшим кодуванням. При цьому можливі 3 варіанти реалізації такої схеми: автогенераторні датчики, що включають один автогенератор; два автогенератора - вимірювальний і компенсаційний та два вимірювальних автогенератора, чутливі елементи яких з'єднаними за дифференційною схемою.

 В статті [2] розглядається алгоритм перетворення електричної ємності на частоту з використанням автогенератора за наступною схемою:

Рисунок 1. Схема перетворювача фізичної величини з проміжним частотним сигналом

 На схемі позначено: ЧЕ – чутливий елемен; АГ – автогенератор; КП – кодовий перетворювач.

 Відповідно до статті [2], фізична величина (електрична або не електрична) має бути перетворена в зміну параметра LRC-контура. Отже в сферу наших зацікавлень входять перетворювачі: резистивні, ємнісні та індуктивні.

 Таким чином чутливий елемент можу являти собою перетворювач деякої величини (як правило не електричної) в зміну параметра електричного ланцюга – опір, ємність або індуктивність.

 До таких перетворювачів можна віднести наступні – таблиця 1.

 Таблиця 1.

 Подальше перетворення передбачає подання сигнала у вигляді частоти, періода повторення імпульсів або інтервала часу. Тобто перетворення пассивного параметра електричного ланцюга на зміну частоти або періоду вихідної напруги синусоїдального або імпульсного сигналу. 

 З точки зору формування сигналів для вирішення поставленої задачі підходять два типии перетворювачів:

• генераторні - вихідний сигнал напруги має змінну в залежності від параметрів кола частоту гармонічного сигналу;
• релаксаційні - вихідний імпульсний сигнал напруги має періо, пропорційний параметрам ланцюга.

 Генераторна схема частотного перетворювача представлена на рис 2.

 Частота на виході такого перетворювача матиме вигляд:

 В цьому випадку частота на виході перетворювача змінюється в залежності від зміни індуктивності або ємності.

Рис.2 - Генераторна схема частотного перетворювача

 Схема релаксаційного перетворювача представлена на рис. 3.

Рис.3 - Схема релаксаційного перетворювача.

  Період слідування імпульсів на виході такого перетворювача матиме вигляд:

 В цьому випадку період на виході перетворювача змінюється в залежності від зміни опору або ємності.

 Крім того частотний сигнал може бути закодований. Здійснення кодування за наведеною схемою описано в статті [2]. При цьому вихідний сигнал автогенератора подається на кодуючий пристрій, де перетворюється на цифровий код.

 Таким чином, запропоновано можливі реалізації перетворення деякої фізичної (електричної або неелектричної) величини на частотно-часовий сигнал, який може бути переданий на відстань за допомогою телефонного, радіо зв’язку або мережі інтернет, що може стати основою для реалізації передачі сигналу про розмір одиниці фізичної величини в системах інтернет-калібрування. 

Література:

1. Software Support for Metrology: GPG 19 – Internet-enabled Metrology Systems (NPL Report DEM-ES 012), June 2006.

2. Кондрашов С.И., Гусельников А.В. Метод постороения универсальных преобразователей физических величин с частотным представлением измерительной информации // Український метрологічний журнал, 2011, №2.

3. Михеев В.П., Просандеев А.В. Датчики и детекторы: учебное пособие. Москва 2007.