Устройства регистрации и представления информации

Бгту ‘’Военмех’’  им. д.ф. Устинова

Устройства регистрации  и представления информации.

Выполнила: Быстренина Е.В.

Группа К-381

Курс 5

Проверила: Буткарева Н.Г.

                                                         Дата сдачи:                                                                     

 

Санкт-Петербург

2012г. 

Содержание.

1.Введение………………………………………………………………………………………1

2. Виды регистрации измерительной информации.

3. Самопишущие приборы………………………………………………………………..........5

3.1. Определение.

3.2. Виды самопищущих приборов.

3.2.1. Самопишущие приборы  быстрого действия.

3.3. Характерные элементы и свойства приборов.

3.4.Влияющие величины и нормальные условия.

3.5. Погрешности и изменения  показаний самопишущих приборов.

4. Электроннолучевой осциллограф…………………………………………………………..13

4.1. Применение. Определение.

4.2. Блок-схема электроннолучевого  осциллографа.

4.3. Характеристики осциллографа.

5. Светолучевой осциллограф………………………………………………………………....17

5.1. Определение.

5.2. Блок-схема светолучевого  осциллографа.

5.3. Применение.

6. Магнитограф…………………………………………………………………………………19

7. Дисплей…………………………………………………………………….…………………20

7.1. Определение.

7.2. Виды дисплеев.

7.3. Применение.

8. Цифровое устройство………………………………………………………………………21

8.1. Определение.

8.2. Виды цифровых устройств.

8.3. Применение.

9. Аналого-цифровой преобразователь………………………………………………………23

9.1. Определение.

9.2. Классификация АЦП.

9.2.1. Параллельные АЦП.

9.2.2. Последовательно-параллельные АЦП.

9.3. Параметры АЦП.

9.3.1. Статистические параметры.

9.3.2. Динамические параметры.

10. Список используемой  литературы………………………………………………52

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Устройства регистрации  и представления информации.

1. Введение.

   Для наблюдения  за технологическими процессами  на производстве, при научно исследовательских  и экспериментальных работах,  а также в медицинской практике  часто требуется не только  измерять те или иные физические  величины, но и автоматически  фиксировать их значения. Для  этой цели служат разнообразные  регистрирующие устройства. По результатам  регистрации измеряемых величин  можно определить текущие значения  измеряемой величины, установить  функциональные связи между несколькими  измеряемыми величинами и т.д.

2. Виды регистрации измерительной информации.

Регистрация – представление  измерительной информации в форме  видимых или скрытых изображений, размещенных на некоторых материальных носителях (бумага, магнитная лента, фотопленка и т.п.). Виды регистрации, применяемые в современных измерительных  приборах весьма разнообразны. В самопишущих  приборах широко используется запись чернилами на диаграммной бумаге. В осциллографах применяется  запись на фотопленке и фотобумаге. Запись чернилами осложнена возможностью засорения пера, высыханием чернил в проводящем капилляре и трением  пера о бумагу.

Регистрирующее устройство(регистратор) — прибор для автоматической записи на носитель информации данных, поступающих с датчиков или других технических средств. В измерительной технике — совокупность элементов средства измерений, которые регистрируют значение измеряемой или связанной с ней величины. В регистрирующих устройствах обычно предусматривается возможность привязки записываемых значений параметров к шкале реального времени. Кроме регистрирующих устройств для записи данных, существуют также устройства регистрации аудиовизуальной информации (магнитофоны, видеомагнитофоны, фото- и кино- и видеокамеры и т. д.).

Регистрирующие устройства могут представлять собой неотъемлемые функциональные узлы измерительных приборов, установок, блоки в составе информационных, измерительных, контрольных систем, комплексов, либо самостоятельные устройства.

Регистраторы представляют собой устройства, которые отображают перемещения в виде, удобном для  наблюдения, интерпретации, хранения. При статических измерениях используются цифровые вольтметры, при динамических— электронно-лучевые осцилографы.

 

1.Виды регистрирующих  устройств.

А) Аналоговые регистрирующие устройства — информация записывается в виде графиков, диаграмм.

В) Цифровые регистрирующие устройства— как правило, устройство для электронной записи информации в цифровом виде, иногда в технической литературе под этим выражением подразумевается цифропечатающее устройство.

Аналоговые устройства регистрации.

Виды аналоговой регистрации:

Аналоговая информация может  быть записана либо на электронные  носители, считывание с которых производится с помощью соответствующих технических  средств, либо, на носители, обеспечивающие непосредственное, визуальное считывание информации. К ним относят светолучевые осциллографы, самопишущие приборы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Самопишущие приборы.
1. Самопишущий прибор - прибор, записывающий или регистрирующий мгновенные эффективные (действующие) или средние значения, которые последовательно принимает измеряемая величина.

Самопишущие приборы бывают:

1. Прямого действия - самопишущий прибор, в котором пишущее устройство механически соединено с подвижной частью измерительного элемента и приводится в действие этой подвижной частью.
2. Косвенного действия - самопишущий прибор, в котором пишущее устройство приводится в действие с помощью мотора или другого устройства, управляемого измеряемой величиной электромеханическим или электронным способом.
3. Интегрирующий самопишущий прибор - прибор, записывающий интеграл какой-либо величины в определенный интервал времени.

 

В соответствии с координатами диаграммы:

 

1. Прибор с прямолинейными  ординатами - самопишущий прибор, в  котором перемещение пишущего  устройства при изменении измеряемой  величины осуществляется практически  по прямой линии, при этом  устройство привода диаграммы  остается неподвижным.

2. Прибор с криволинейными  ординатами - самопишущий прибор, в  котором перемещение пишущего  устройства при изменении измеряемой  величины осуществляется по кривой  линии, при этом устройство  привода диаграммы остается неподвижным.

 

В соответствии с типом  носителя диаграммы:

 

1. Самопишущий прибор с записью на ленту - самопишущий прибор, в котором носитель диаграммы имеет форму ленты, приводимой в действие в функции времени приводным устройством; лента может автоматически накапливаться или выходить из корпуса прибора через щель.

2. Самопишущий прибор с записью на барабан - самопишущий прибор, в котором носитель диаграммы наматывается в один слой на внешнюю поверхность цилиндрического барабана, приводимого в действие в функции времени приводным устройством.

3. Самопишущий прибор с записью на диск - самопишущий прибор, в котором носитель диаграммы имеет форму диска, приводимого в действие в функции времени приводным устройством.

 

В соответствии со способом записи:

 

1. Самопишущий прибор, пишущее устройство которого находится в контакте с носителем диаграммы, - самопишущий прибор, в котором запись осуществляется посредством устройства, имеющего материальный контакт с носителем диаграммы, например:

а) самопишущий прибор с  записью пером - самопишущий прибор, в котором запись на носителе диаграммы  осуществляется с помощью пера, питаемого  жидкими чернилами;

б) самопишущий прибор с  записью пишущим шрифтом (стержнем) - самопишущий прибор, в котором  запись осуществляется посредством  пишущего шрифта, не требующего чернил.

2. Самопишущий прибор, пишущее устройство которого не имеет контакта с носителем диаграммы, - самопишущий прибор, в котором запись осуществляется с помощью устройства, которое не имеет материального контакта с носителем диаграммы, например посредством светового луча.

 

В соответствии с характером записи:

 

1. Самопишущий прибор с непрерывной записью - самопишущий прибор, в котором запись осуществляется в виде непрерывной линии.

2. Самопишущий прибор с точечной записью - самопишущий прибор, в котором запись осуществляется отпечатыванием последовательных точек.

 

1. Самопишущие приборы прямого действия.

 К приборам этой  группы относятся электромеханические  измерительные приборы, имеющие  устройство для регистрации показаний  в форме диаграммы. Запись осуществляется  преимущественно чернилами. Рулон  бумажной ленты 1, надетый на ролик 2, в процессе работы прибора перемещается с постоянной скоростью и перематывается на ролик 3. Перемещение бумажной (диаграммной) ленты производится при помощи маломощного двигателя (на рисунке не показан), связанного с валиком 4. С осью 5 подвижной части измерительного прибора (на рисунке также не показанного) через рычаг 6 связана стрелка прибора 7. Непрерывная запись осуществляется пером 8,расположенным на конце стрелки, и фиксируется в виде кривой на бумажной ленте. Положение стрелки с пером определяется значением измеряемой величины.

   Рис. 1. Устройство  самопишущего прибора.

   Диаграммная бумага  для самопишущих приборов выпускается  в форме ленты и диска. Лента  имеет обычно по краям отверстия  (перфорации), в которые входят  штифты вращающегося валика лентопротяжного  механизма, сообщающего бумаге  поступательное движение.

 Дисковая диаграмма  вращается вместе с металлическим  диском, на котором она закреплена. Лентопротяжный механизм и металлический  диск приводятся в движение  синхронным электродвигателем. Скорость  перемещения бумаги устанавливается  в зависимости от скорости  изменения измеряемой величины (зависимость  носит пропорциональный характер). Скорость перемещения дисковой  диаграммы обычно невелика –  за сутки один оборот. Этот  вид диаграмм удобно применять  для записи медленно изменяющихся  величин.

Рис. 2.  Дисковая и ленточная диаграммная бумага.

 Бумажные ленты (длина  ленты в рулоне 5 – 100 метров) используются  при длительном наблюдении измеряемых  величин. Входят в практику  складывающиеся диаграммные ленты  – гармошки (рис. 3), которые более  удобны при просмотре полученной  записи.

 

   Рис. 3. Упаковка бумажной  ленты в пачку.

 

На диаграммной бумаге нанесена координатная сетка. В случае когда регистрирующий орган совершает прямолинейное перемещение, координатная сетка выполняется в прямоугольных координатах, при угловом перемещении – в криволинейных координатах. Запись в прямоугольных координатах является более удобной, так как при этом облегчается обработка диаграмм (автоматическая расшифровка, планиметрирование).

   Наличие пишущего  устройства в виде пера значительно  повышает трение, испытываемое подвижной  частью прибора. Поэтому для  уменьшения погрешности от трения  в самопишущих приборах применяются  измерительные механизмы со сравнительно  большим вращающим моментом, 0,5 –  1 мН*м. Такой момент можно получить  в магнитоэлектрических и ферродинамических  измерительных механизмах.

   Выпускаемые промышленностью  самопишущие приборы относятся,  в основном к приборам класса  точности 1,5 (переносные) и 2,5 (щитовые). Время успокоения не превышает  2 секунд. Частотный диапазон приборов  не нормируется: практически частота  регистрируемых процессов не  должна превышать 1 Гц.

   В последние годы  получили распространение быстродействующие  самопишущие приборы (БСП), позволяющие  регистрировать сигналы, изменяющиеся  с частотой до 150 Гц. Значительное  расширение рабочего диапазона  частот достигнуто путем совершенствования  конструкции измерительного механизма,  применением соответствующих способов  регистрации, а также применением  специальных электрических схем  для коррекции динамических погрешностей. Отличительными особенностями БСП  являются: отсутствие шкал для  визуального отсчёта показания,  сравнительно узкое по ширине  поле записи (не более 50мм), наличие  специальных измерительных механизмов  с большим вращающим моментом (0,2 – 0,3 Н*м). В современных БСП  применяются магнитоэлектрические  и электромагнитные (поляризованные) измерительные механизмы; используется запись на теплочувствительной бумаге, чернильная перьевая запись, запись на бумаге под копирку.

Самопишущий прибор применяют  тогда, когда недостаточно знать  только некоторое отдельное значение измеряемой величины, а требуется  проследить за её изменением с течением времени либо в зависимости от других физических величин. Такая запись может служить документом, позволяющим  судить об эволюции изучаемого явления, о ходе технологического процесса, работе контролируемых агрегатов или  действиях обслуживающего их персонала.