Bài giảng môn Đo lường điện: Bài 3 - Mai Quốc Khánh

Chia sẻ: Trần Văn Thắng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:42

Thêm vào BST

Báo xấu

156
lượt xem 42
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài giảng môn Đo lường điện: Bài 3 giới thiệu về Cơ sở kỹ thuật đo lường số được biên soạn nhằm giúp người học nắm vững các nội dung về: Khái niệm cơ bản trong kỹ thuật đo lường số, sơ đồ chức năng và các khối chức năng cơ bản của máy đo lường số.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Bài giảng môn Đo lường điện: Bài 3 - Mai Quốc Khánh

Môn học: Đo lường điện L -Đ Bài 3 Cơ sở kỹ thuật đo lường số M LT ôn Mai Quốc Khánh Khoa Vô tuyến điện tử m Học viện KTQS ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 1/42
Nội dung L -Đ 1. Khái niệm cơ bản trong kỹ thuật đo M lường số LT 2. Sơ đồ chức năng và các khối chức năng cơ bản của máy đo lường số ôn m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 2/42
Yêu cầu với kỹ thuật đo lường hiện đại L -Đ M  Sè ®ại lîng ®o t¨ng nhanh CÇn ®o nhiÒu ®¹i lîng ®ång thêi LT   Th«ng tin ®o vµ cÇn xö lý lín CÇn lu giữ vµ truyÒn ®i xa  ôn Kỹ thuật đo lường số có thể đáp ứng những m yêu cầu trên (trong khi kỹ thuật đo lường tương tự không đáp ứng được) ộ B Ví dụ 1: Một hệ thống thông tin đo lường nhiều kênh (1) – (2) – (3) © Mai Quốc Khánh - 04/2010 3/42
Ưu điểm của kỹ thuật đo lường số L -Đ  §CX cao M  §é nh¹y lín LT  Kh«ng cã sai sè do ngêi ®o  Tèc ®é ®o cao ôn  Tù ®éng ho¸ hoµn toµn qu¸ tr×nh ®o m  KÕt qu¶ ®o d¹ng sè phï hîp víi truyÒn ®i xa, lu gi÷, xö lý tiÕp ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 4/42
Phần I Những khái niệm cơ bản trong L -Đ kỹ thuật đo lường số M 1. Hệ đếm và mã dùng trong kỹ thuật đo lường số LT 2. Máy đo lường số và quá trình số hoá ôn 3. Sai số của máy đo lường số m ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 5/42
Hệ đếm và mã dùng trong kỹ thuật đo lường số L -Đ  HÖ ®Õm: tËp hîp c¸c ký hiÖu ë d¹ng ch÷ sè ®Ó biểu diÔn M th«ng tin sè lîng.  Ph©n lo¹i: LT  HÖ ®Õm kh«ng vị trÝ: trÞ sè cña ký hiÖu kh«ng phụ thuéc vÞ trÝ  HÖ ®Õm vÞ trÝ: trÞ sè cña ký hiÖu phô thuéc vÞ trÝ cña nã ôn  Các hệ đếm thông dụng:  HÖ ®Õm 1 (1) kh«ng vÞ trÝ m  VD: sè 5 N(1) = 11111  HÖ ®Õm 2 (0 vµ 1) vÞ trÝ ộ  HÖ ®Õm 10 (0, 1, 2,....,9) vÞ trÝ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 6/42
Hệ đếm và mã dùng trong kỹ thuật đo lường số L -Đ BiÓu diÔn mét sè N bÊt kú trong hÖ ®Õm h M m = N am h m-1 + am-1h m-2 + ... + a1= ∑ i i −1 LT h0 a h i =1 víi h - hÖ ®Õm ôn i - thø tù hµng m - thø tù hµng lín nhÊt m ai nhËn c¸c gi¸ trÞ tõ 0 ®Õn (h -1) ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 7/42
Hệ đếm và mã dùng trong kỹ thuật đo lường số L -Đ Mã: lượng thông tin được biểu M  diễn trong một hệ đếm theo 0 1 1 1 một qui luật nhất định LT 0 1 1 1  Các mã thường dùng trong 0 0 1 1 KTĐLS: ôn 0 1 1 1  Mã 1  Mã 2 0 1 0 0 m  Mã 10  Mã 2-10 Tạo mã Gray từ mã 2 ộ  Mã Gray B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 8/42
Mã 2, mã 10 và mã Gray L -Đ Mã 10 Mã 2 Mã Gray 0 0000 0000 M 1 0001 0001 2 0010 0011 LT 3 0011 0010 4 0100 ôn 0110 5 0101 0111 6 0110 0101 m 7 0111 0100 Đĩa mã dùng để đo góc 8 1000 1100 ộ 9 1001 1101 B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 9/42
Máy đo lường số và quá trình số hoá L -Đ Máy đo lường số: máy đo tự động đưa ra các tín hiệu M  rời rạc về thông tin đo lường và giá trị của thông tin đo lường được biểu diễn dưới dạng số LT  Quá trình số hoá thông tin đo lường bao gồm:  Rời rạc hoá: biến đổi thông tin liên tục thành đại ôn lượng rời rạc  Mã hoá: biểu diễn đại lượng rời rạc dưới dạng mã m  Quá trình rời rạc hoá có thể là:  Lượng tử hoá theo giá trị ộ  Rời rạc hoá theo thời gian B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 10/42
Lượng tử hoá theo giá trị L -Đ X(t) M Xn X (t ) ®îc thay b»ng c¸c LT gi¸ trÞ c¸ch nhau mét bíc lîng tö ∆X k ôn Xi ∆Xk Xn = n.∆X k (víi n = 1, 2,....) X2 X1 m t ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 11/42
Rời rạc hoá theo thời gian L -Đ X(t) X (t ) ®îc thay b»ng c¸c M gi¸ trÞ X 1 , X 2 , ..., X n øng Xn LT víi c¸c thêi ®iÓm c¸ch nhau mét bíc gi¸n ®o¹n ∆t Xi ∆t ∆t = ti − ti −1 ôn X2 m X1 t t1 t2 ti tn ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 12/42
Sai số của máy đo lường số L -Đ  Sai số của MĐLS phụ thuộc: M  Sai số của các bộ phận  Mối liên hệ giữa các bộ phận LT  Sai số đặc trưng cho máy đo lường số là sai số lượng tử gây ra do quá trình rời rạc hoá ôn làm mất thông tin Sai số lượng tử bao gồm: m   Sai số khi lượng tử hoá theo giá trị ộ  Sai số khi lượng tử hoá một khoảng thời gian B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 13/42
Sai sè lîng tö tuyÖt ®èi gÆp ph¶i khi ®o Sai số khi lượng tử L ®¹i lîng X 0 : ∆X = X i − X 0 TrÞ sè lín nhÊt cña sai sè lîng tö: hoá giá trị -Đ ∆X max =∆X k X(t) M Sai sè lîng tö t¬ng ®èi: ∆X σ= ± .100 % X LT Sai sè lîng tö t¬ng ®èi cùc ®¹i: ∆X max σ max = ± .100 % X ôn Xi ∆X k = ± .100 % X0 ∆Xk N.∆X k Xi-1 1 m = ± .100 % N t §Ó gi¶m sai sè lîng tö cÇn cã t0 ộ N lín, hay cÇn gi¶m ®é lín cña B bíc lîng tö ∆X k © Mai Quốc Khánh - 04/2010 14/42
Sai số khi lượng tử hoá một khoảng thời gian L -Đ  Thông thường, lượng tử hoá một khoảng thời gian Tx M là làm đầy khoảng thời gian đó bằng dãy xung có chu kỳ biết trước T0 LT Xung KĐ Xung Tắt  Để giảm sai số lượng tử khi lượng tử hoá một khoảng ôn TX thời gian, cần tăng ∆t1 ∆t2 số bước lượng tử, m tức là tăng tần số f0=1/T0 của dãy xung dùng để lượng tử T0 ộ hoá TN B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 15/42
Phần II Sơ đồ chức năng và các khối chức L -Đ năng cơ bản của MĐLS M 1. Sơ đồ cấu trúc của phương tiện đo số LT 2. Bộ biến đổi tương tự-tương tự 3. Bộ biến đổi tương tự-số ôn 4. Bộ biến đổi số-tương tự m 5. Bộ biến đổi mã-mã 6. Hiển thị trong kỹ thuật đo lường số ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 16/42
Sơ đồ cấu trúc của phương tiện đo số L -Đ X Y N Biến đổi Biến đổi Biến đổi Hiển thị M TT-TT TT-S Mã số LT X ∆X Biến đổi ônY Biến đổi N Biến đổi Hiển thị TT-TT TT-S Mã số X’ Biến đổi m S-TT ộ Sơ đồ biến đổi thẳng và sơ đồ biến đổi cân bằng B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 17/42
Bộ biến đổi tương tự-tương tự L -Đ Biến đổi các đại lượng tương tự (khó xử lý số M  trực tiếp) về các đại lượng tương tự khác (thuận tiện cho quá trình xử lý số tiếp theo) LT  Đầu vào là một đại lượng tương tự, đầu ra cũng là một đại lượng tương tự khác ôn  BBĐTT-TT rất đa dạng, sau đây xét một ví dụ: m Bộ biến đổi điện áp-tần số ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 18/42
Bộ biến đổi điện áp-tần số L C -Đ R1 UX M So U0 (đầu vào) K sánh LT R2 URA ônUPHX Phản hồi xung fx (đầu ra) m  BBĐ điện áp-tần số biến đổi điện áp một chiều đầu vào thành dãy xung đầu ra có tần số tỉ lệ với điện áp đó ộ B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 19/42
Bộ biến đổi điện áp-tần số L (tiếp theo) -Đ UTP(t) U0 M LT t UPHX(t) TPH TTP t ôn UPH m TX URA(t) ộ t B © Mai Quốc Khánh - 04/2010 20/42