Київський національний університет імені Тараса Шевченка E-mail: [email protected]

Київський національний університет імені Тараса Шевченка E-mail: [email protected] 3. Структура вимірювання (продовження) М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] М. Кононов Засоби автоматизації вимірювань

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 2 Квантування і дискретизація

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 3 Квантування і дискретизація Дискретизація сигналу - це утворення відповідності неперервного за часом сигналу до дискретного за часом, тобто такого, що змінюється тільки в певні моменти часу Крок дискретизації - проміжок часу між сусідніми вибірками значень сигналу Час вибірки - проміжок часу за який прилад забезпечує одне вимірювання

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 4 Квантування і дискретизація

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 5 Квантування і дискретизація

Якщо неперервний сигнал x(t) обмежений частотою fmax , то він може бути однозначно і без втрат відновлений по своїх дискретних відліках, узятих з частотою fдискр=2fmax, або, по-іншому, по відліках, узятих з періодом Tдискр= 1/(2 fmax) М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 6 Теорема Котельникова Квантування і дискретизація

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 7 Квантування і дискретизація Квантування сигналу - операція утворення відповідності досліджуваному сигналу до квантованого, значення якого належать деякій наперед заданій множині Ступінь квантування - це різниця між найбільш близькими значеннями квантованої величини

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 8 Квантування і дискретизація

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 9 Квантування і дискретизація Оцифровка сигналу є сумісним застосуванням дискретизації і квантування Проблема швидкодії і сумісності за точністю квантуючих і дискретизуючих приладів Співвідношення об’єму оцифрованої інформації і необхідної точності

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 10 Квантування і дискретизація Спотворення інформації  шумові властивості пристроїв пере-творення сигналів та каналів зв’язку  нелінійність і обмеженість динамічних властивостей засобів накопичення  втрати інформації при її збереженні  накопичення похибок обробки  похибка квантування

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 11 Вимірювання як сукупність елементарних операцій

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 12 Вимірювання як сукупність елементарних операцій

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 13 Призначення: уніфікація природи сигналів Вимірювальне перетворення - процес перетворення вхідного сигналу у вихідний, інформативний характер якого з заданою точністю функціонально зв'язаний з інформативним параметром першого Вимірювання як сукупність елементарних операцій

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 14 Вимірювання як сукупність елементарних операцій Призначення: уніфікація рівня сигналів Масштабування - утворення сигналу, інформаційна характеристика якого зв’язана з аналогічною вхідного сигналу пропорційним законом Пристрій, що забезпечує масштабування - масштабний перетворювач

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 15 Вимірювання як сукупність елементарних операцій Масштабування

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 16  Пропорційне і непропорційне  функціональне перетворення - логариф-матори, квадратори та інше Вимірювання як сукупність елементарних операцій

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 17 Вимірювання як сукупність елементарних операцій Призначення: перетворення коду у фізичну величину заданої природи Відтворення величини заданого розміру - утворення сигналу з наперед заданим розміром інформаційного параметру Засіб, що служить для відтворення заданої величини зветься мірою. Найбільш точно можна відтворювати напругу, струм, частоту, час, довжину, масу

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 18 Вимірювання як сукупність елементарних операцій Відтворення величини заданого розміру

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 19 Вимірювання як сукупність елементарних операцій Призначення: витікає з назви Порівняння - операція визначення співвідно-шення між розмірами однорідних величин з ціллю одержання відповіді - більше/менше Засіб, що служить для порівняння зветься компаратором

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 20 Вимірювання як сукупність елементарних операцій Порівняння

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 21 Додаткові операції Вимірювання як сукупність елементарних операцій  Запам’ятовування  Передача  Усереднення  Комутація

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 22 Співвідношення методу, методики, алгоритму

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 23 Співвідношення методу, методики, алгоритму Метод - сукупність прийомів використання засобів вимірювання для визначення числового значення величини Метод - cистематизована сукупність кроків, які треба здійснити для виконання певної задачі, досягнення мети

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 24 Співвідношення методу, методики, алгоритму

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 25 Метод безпосередньої оцінки Основні методи Співвідношення методу, методики, алгоритму

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 26 співставлення Основні методи Співвідношення методу, методики, алгоритму Використання багатоканальної міри у методі співставлення є основним засобом збільшення швидкодії вимірювання

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 27 Врівноважування: Основні методи Співвідношення методу, методики, алгоритму

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 28 ноніусу: Основні методи Співвідношення методу, методики, алгоритму 2

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 29 заміщення: Співвідношення методу, методики, алгоритму Основні методи

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 30 диференфіальні: Співвідношення методу, методики, алгоритму Основні методи

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 31 Співвідношення методу, методики, алгоритму Основні методи

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 32 Метод є незалежним від того, якої природи сигнали міряються. Він визначає тільки загальну метрологічну реалізацію Співвідношення методу, методики, алгоритму

Метод - сукупність прийомів використання засобів вимірювання для визначення числового значення величини М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 33 Співвідношення методу, методики, алгоритму Методика вимірювання - детально намічений порядок процесу вимірювань, який регламентує засоби, алгоритми, які забезпечують вимірювання з заданою точністю.

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 34 Співвідношення методу, методики, алгоритму

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 35 Алгоритм - Система правил виконання обчислю-вального процесу, що обов'язково приводить до розв'язання певного класу задач після скінчен-ного числа операцій Співвідношення методу, методики, алгоритму

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 36 Ознаки  Скінченність Алгоритм Співвідношення методу, методики, алгоритму  Масовість  Детермінованість  Елементарність  Дискретність  Результативність

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 37 Способи опису  Формульний Алгоритм Співвідношення методу, методики, алгоритму  Словесний  Графічний  Табличний  Алгоритмічний

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 38 Алгоритм Дія 1 Not OK Співвідношення методу, методики, алгоритму

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 39 Співвідношення методу, методики, алгоритму Алгоритм - Система правил виконання обчислю-вального процесу, що обов'язково приводить до розв'язання певного класу задач після скінчен-ного числа операцій Алгоритм - покроковий опис дій, необхідних для одержання результату

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Співвідношення методу, методики, алгоритму Методика вимірювання - детально намічений порядок процесу вимірювань, який регламентує засоби, алгоритми, які забезпечують вимірювання з заданою точністю. Алгоритм - покроковий опис дій, необхідних для одержання результату 40 Метод - сукупність прийомів використання засобів вимірювання для визначення числового значення величини

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 41 Порівняння аналогових та цифрових засобів вимірювання з точки зору алгоритмізації

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 42 Порівняння аналогових та цифрових засобів вимірювання з точки зору алгоритмізації

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 43 Порівняння аналогових та цифрових засобів вимірювання з точки зору алгоритмізації

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Порівняння аналогових та цифрових засобів вимірювання з точки зору алгоритмізації 44

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Порівняння аналогових та цифрових засобів вимірювання з точки зору алгоритмізації 45

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 46 Базові поняття Порівняння аналогового та цифрового підходів автоматизації

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 47 Класифікація засобів вимірювання

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 48 Класифікація засобів вимірювання

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 49 Класифікація засобів вимірювання

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 50 Класифікація засобів вимірювання

М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Класифікація засобів вимірювання 51

Резюме  Бідь який прилад зводиться до певного набору елементарних вимірювальних операцій  Аналогові та цифрові засоби автоматизації суттєво різняться за методологією реалізації  Алгоритмізація вимірювання є рівноцін-ною складовою по відношенню до вибору методу та засобів його реалізації М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 52

Завдання на самостійне опрацювання  Опрацювання матеріалів лекції. Запропонувати блок-схему алгоритму пошуку кореня рівняння М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 53