Функциональные возможности технических средств автоматизации

Коррекция измерений

(Компенсация погрешности датчика)

Для устранения начальной погрешности преобразования входных датчиков и погрешностей, вносимых соединительными проводами, измеренное прибором значение может быть откорректировано.

В большинстве устройств существует два типа коррекции, позволяющих осуществлять сдвиг или изменение наклона измерительной характеристики на задан­ную величину.

1. Сдвиг характеристики

Рис.

В модуле происходит автоматически сдвиг на δ – исправление.

2. Изменение наклона характеристики

Рис.

Каждое измеренное значение параметра Т_изм. умножается на заданный пользователем в пределах 0,900...1,100 поправочный коэффициент a («наклон характеристики»).

Используется для компенсации погрешностей датчиков и отклонения от номинального значения.

Цифровая фильтрация измерений

(входного сигнала)

Цифровая фильтрация входного сигнала уменьшает влияние случайных импульсных помех на результаты показания (измерения).

В большинстве устройств предусмотрена двухступенчатая фильтрация: «полосовая», устраняющая значительные единичные помехи, и «сглаживающая», снижающая действие небольших высокочастотных помех.

Первая ступень фильтрации описывается параметром «полоса фильтра», вторая — параметром «глубина фильтра» или «постоянная времени фильтра».

Полоса фильтра

Параметр «полоса фильтра» позволяет фильтровать единичные помехе большой амплитуды.

Полоса фильтра задается в единицах измеряемой величины.

Если текущее показание отличается от предыду­щего измеренного значения более чем на значение этого параметра, то оно игнорируется, и устройство производит повторное измерение. При этом на цифровом индикаторе остается значение предыдущего измерения.

Рис.

После измерения в т.1 формируется зона (в зависимости от величины «полосы фильтра») в пределах которой следующее измерение (т.2) воспринимается как истинное, и в противном случае – как ошибочное.

Малая ширина полосы фильтра приводит к замедлению реакции устройства на быстрое изменение входной величины.

Поэтому при низком уровне помех или при работе с быстроменяющимися процессами реко­мендуется увеличить значение параметра или задать его равным 0.

В случае работы в условиях сильных помех для устранения их влияния необходимо уменьшить значение параметра «полоса фильтра». При этом возможно ухудшение быстродействия прибора из-за повтор­ных измерений.

Рис.

Рисунок поясняет принцип действия фильтра в случаях быстрого изменения измеряемой величины.

Если измерение в т.2 не попадает в полосу, то на выходе фильтра будет формироваться и только после повторного измерения (т.3), находящегося в пределах полосы пропускания т.2, устройство воспринимает это измерение как истинное значение.

Глубина фильтра

Параметр «глубина фильтра» позволяет добиться «сглаживания» изме­нений показаний устройства (прибора) за счет их усреднения. Значение этого пара­метра задает количество последних измерений, для которых фильтр вычисляет среднее арифметическое.

Рис.

На рисунке показаны переходных характеристик фильтра для разных значений параметра N.

Уменьшение значения глубины фильтра приводит к более быстрой реакции прибора на скачкообразные изменения контролируемой вели­чины, но снижает помехозащищенность устройства.

Увеличение значения приводит к улучшению помехозащищенности, но вместе с этим повы­шает инерционность прибора.

Постоянная времени фильтра

Параметр «постоянная времени фильтра» позволяет осуществлять экспоненциальное сглаживание.

Постоянной времени фильтра назы­вают интервал, в течение которого выходной сигнал достигает 0,63 от величины значения в установившемся режиме.

Рис.

На рисунке показана реак­ция фильтра на единичный скачок температуры при различных значениях постоянной времени фильтра.

Большое значение постоянной времени фильтра приводит к замедлению реакции устройства на изменение входного воздействия, но фильтрация помех производится более эффективно по сравнению со вторым способом.

Малые значения постоянной времени позволяют фиксировать малейшие изменения входной величины, но уровень помех при этом соизмерим с самой входной величиной.

Поиск по сайту: