Дипломная работа: Процесс моделирования работы коммутационного узла
Измерительные устройства в системах управления служат для восприятия первичной информации о состоянии управляемого объекта и преобразования ее в сигналы, удобные для их последующей переработки в сигналы управления.
В современных системах управления измерительные устройства часто представляют собой сложные системы, содержащие ряд преобразователей, усилителей, корректирующих цепей, следящих систем и вычислительных устройств.
Основное требование, предъявляемое к измерительному устройству, состоит в том, чтобы он формировал полезный сигнал с минимальными искажениями.
Последние могут вызываться как динамическими и статическими свойствами измерительного устройства, так и влиянием на его работу помех и шумов.
Очень важной характеристикой измерительного устройства в системах управления является его точность, так как очевидно, что точность управления не может быть выше, чем точность измерения.
На точность измерения влияют точность датчиков, элементов преобразующих сигнал этих датчиков, а также большое значение имеет уровень помех. Основными видами помех являются помехи синфазные и дифференциальные. Синфазная помеха отличается от дифференциальной тем, что воздействует одновременно на оба входа измерительного устройства.
Основными причинами появления синфазных помех являются:
1) Влияние ближнего электромагнитного поля;
2) Появления разности потенциалов из-за заземления в двух разных точках….
Существует несколько основных направлений, позволяющих снизить влияние синфазных помех на точность измерения. Это увеличение входного сопротивления, симметрирование входных цепей, применение операционных усилителей с большим сопротивлением синфазному напряжению и применение гальванической развязки и др.
В данной курсовой работе требуется разработать измерительную часть устройства автоматического управления. Эта часть состоит из двух преобразователей типов сигналов (температура в напряжения, напряжения в ток), усилителя сигнала, а также фильтра низкой частоты, необходимого для борьбы с синфазной помехой.
1. Структурная схема измерительной части
Структурная схема
 |
|
Рисунок 1 - Структурная схема измерительной части
Описание составных частей структурной схемы
Структурная схема представлена на рисунке 1, где:
1 - датчик температуры 50M, необходим для преобразования температуры в сопротивление:
его сопротивление при измеряемой температуре 
2 - преобразователь сигнала датчика в напряжения (ПСН);
3 - источник тока для ПСН;
4 - измерительный усилитель:
напряжение входного сигнала равно напряжению на выходе ПСН.
Напряжение синфазной помехи (по заданию) равно 3.5В, напряжение выходного сигнала принимаем 1В;
5 - фильтр низкой частоты (необходим для ослабления синфазной помехи до уровня, который нам необходим - принимаем, что будет вполне достаточно уровня в 0,01% от общей погрешности):
напряжение входного сигнала равно напряжению на выходе ПСН, напряжение синфазной помехи равно напряжению синфазной помехи с учет ослабления на измерительном усилителе, в качестве частоты синфазной помехи принимаем частоту промышленной сети 
, опрос датчика ведется каждый 6 секунд;
6 - ПНТ (необходим для преобразования напряжения в ток):
входное напряжение ПНТ равно выходному напряжению измерительного усилителя, ток на выходе (по заданию) 
;
7 - источник питания схемы измерительного устройства:
он должен обеспечивать двуполярное напряжение 
с допустимым коэффициентом пульсаций 
при входном напряжении переменного тока 220В.
Для расчета погрешностей принимаем, что около 50% погрешности будет на измерительном усилителе, на фильтре около 10%, а остальная погрешность поровну распределиться по остальным узлам схемы.