- dobór pozostałych elementów toru pomiarowego,
Elementy ruchu :
a) tor- linia zakreślona przez poruszające się ciało
tor:
-prostoliniowy
-krzywoliniowy
-okrąg
b)czas ( t ) - określa jak długo zachodzi zjawisko
[ t ] = [ 1s ]
c) droga - S -długośc odcianka toru
[S] = [1m]
d)wektor przesunięcia - odcinek łączący początkowe i końcowe położenie ciała.
e) prędkośc - określa jak droga zmienia się w czasie ; stosunek drogi do czasu w jakim została przebyta
prędkośc- v = s/t
- dobór parametrów akwizycji sygnału
Akwizycja danych – zamiana sygnału analogowego na cyfrowy
pierwszy etap przetwarzania danych polegający na ich przygotowaniu do dalszej obróbki czy interpretacji; obejmuje on m.in. przechwytywanie, próbkowanie, czy kwantowanie danych w dowolnej postaci,
Proces[edytuj]
Wyróżniamy kolejno etapy akwizycji danych:
Wyodrębnienie zjawiska/własności fizycznej
Rejestracja sygnałów z sensora
Teletransmisja - przesyłaniem sygnałów drogą przewodową
Próbkowanie w czasie
Kwantowanie wartości
Obróbka sygnałów wg własnych potrzeb
Próbkowanie (dyskretyzacja, kwantowanie w czasie) - proces tworzenia sygnału dyskretnego, reprezentującego sygnał ciągły za pomocą ciągu wartości nazywanych próbkami. Zwykle jest jednym z etapów przetwarzania sygnału analogowego na cyfrowy.
w ustalonych odstępach czasu (impulsowanie) mierzona jest wartość chwilowa sygnału i na jej podstawie tworzone są tzw. próbki (ang. sample). Sygnał przekształcony do postaci spróbkowanej jest sygnałem dyskretnym.
kwantyzacja
Sygnał analogowy (np. napięcie, prąd) może przyjmować dowolne wartości, systemy cyfrowe natomiast są w stanie przetwarzać tylko sygnały reprezentowane słowami o skończonej liczbie bitów. Taka reprezentacja wymaga zatem skończonej liczby poziomów reprezentacji. W tym przypadku kwantyzacja to proces polegający na przypisaniu wartości analogowych do najbliższych poziomów reprezentacji, co wiąże się z nieuniknioną i nieodwracalną utratą informacji.
Sensor rejestruje wybraną wielkość a kolejno następuje jej przetworzenie na sygnał elektryczny za pomocą przetwornika oraz teletransmisja urządzenia rejestrującego. Zdolność akwizycji danych, a więc rodzaj i zakres wartości, zależy od przetwornika
- wielkości możliwe do wyznaczenia na podstawie zarejestrowanego przebiegu czasowego drgań
-amplituda
-czestotliwosc drgan
-
oraz charakterystyk częstotliwościowych obiektu
Sygnał to abstrakcyjny model dowolnej mierzalnej wielkości zmieniającej się wczasie, generowanej przez zjawiska fizyczne lub systemy. Tak jak wszystkie zjawiska może być opisany za pomocą aparatu matematycznego, np. poprzez podanie pewnej funkcji zależnej od czasu. Ponieważ sygnał niesie informację o naturze badanych zjawisk lub systemów, w niektórych dziedzinach nauk jest on traktowany jak nośnik informacji. Sygnał oznacza zatem przepływ strumienia informacji, przy czym przepływ może odbywać się w jednym lub w wieluwymiarach.
Spis treści[ukryj] |
|---|
Za pomocą sygnału można:
badać stan i zachowanie się badanych układów fizycznych lub systemów,
mierzyć badane wielkości,
przekazywać informacje w czasie i przestrzeni,
sterować wybranymi zjawiskami lub systemami.
Sygnały znajdują zastosowanie w następujących dziedzinach:
astronomia: sygnały przenoszą informację o naturze zjawisk pozaziemskich. Najczęściej bada się impulsy świetlne i radiowe emitowane przez obiekty pozaziemskie. Na ich podstawie można powiedzieć z jakim obiektem lub zjawiskiem mamy do czynienia, jaka jest jego struktura (badanie widma), jak szybko porusza się, jakie jest jego położenie i kierunek ruchu,
ekonomia: sygnały niosą informację o zjawiskach ekonomicznych badanych w określonym przedziale czasowym, np. podaż, popyt, udział w rynku itp.
elektronika: sygnały wykorzystywane są do badania zachowania (odpowiedzi) układów elektronicznych, pomiarów zmieniających się wartościnapięć elektrycznych, zmieniających się wartości prądu, itp.
medycyna: sygnały wykorzystywane są do mierzenia funkcji życiowych takich jak: puls, czynności oddechowe, rytm serca, czynności układu nerwowego i innych, których działanie można badać za pomocą takich przyrządów jak: EKG, USG, itp.
motoryzacja: sygnały wykorzystywane są np. do sterowania systemami wtrysku paliwa, ABS itp.
przemysł: sygnały służą do sterowania różnego rodzaju urządzeniami przemysłowymi, takimi jak obrabiarki, piece, roboty, a ponadto umożliwiają przenoszenie informacji o stanie urządzenia, co jest dość powszechnie wykorzystywane do zdalnego nadzorowania pracy bezobsługowych urządzeń pomiarowych, systemów monitoringu, itp.
sejsmologia: sygnały (wstrząsy) umożliwiają badanie energii wyzwalanej przez masy górotworu, dzięki czemu można odpowiednio wcześniej przewidzieć zachowanie się obserwowanych obiektów, ostrzec przed grożącymi niebezpieczeństwami itp,
telekomunikacja: sygnały są nośnikiem informacji przekazywanych na dowolne odległości i podobnie jak w zastosowaniach przemysłowych mogą służyć również do przekazywania informacji sterujących pracą urządzeń telekomunikacyjnych, takich jak: centrale telefoniczne, modemy, faksy itp.
wojsko: sygnały znajdują zastosowanie m.in. w systemach naprowadzania i nawigacji, systemach bezpieczeństwa, systemach identyfikacji, systemach łączności, systemach zdalnego sterowania bezzałogowymi maszynami zwiadowczymi i bojowymi i wielu innych systemów, które wspierają działania określonych związków taktycznych na polu walki.
Sygnały można przedstawić w postaci:
analitycznej – za pomocą wzoru matematycznego, który definiuje funkcjęopisującą zmiany wartości sygnału np. w dziedzinie czasu, częstotliwościitp.,
liczbowej – za pomocą sekwencji jego wartości chwilowych lub próbek,
Każdy sygnał może być opisany przez jedną z następujących wielkości:
czas trwania, który może być ograniczony jakimś przedziałem czasowym, formalnie przedstawionym jako różnica pomiędzy końcem przedziału T2 i początkiem przedziału T1,
wartość chwilową sygnału, mierzoną w jednostkach właściwych dla danej wielkości,
funkcję opisującą przebieg sygnału, przy czym sygnał może być funkcją jednej zmiennej lub wielu zmiennych niezależnych,
statystykę, czyli parametr lub grupę parametrów opisujących jego rozkład prawdopodobieństwa,
specyficzne własności opisujące naturę danego sygnału, takie jak:amplituda, częstotliwość, energia, moc, okresowość, itp.
ze względu na determinizm:
sygnały deterministyczne
sygnały losowe (procesy stochastyczne)
ze względu na czas trwania:
skończony — czas jest ograniczony jakimś przedziałem czasowym, formalnie przedstawionym jako różnica pomiędzy końcem przedziału T2 i początkiem przedziału T1,
nieskończony — początek lub koniec przedziału jest nieosiągalny.
ze względu na wartości energii i mocy:
o zerowej energii i mocy (wszystkie takie sygnały są równoważne sygnałowi o wartości stałej: 0),
o ograniczonej energii i zerowej mocy (tzw. sygnały energii),
o nieskończonej energii i niezerowej lecz ograniczonej mocy (tzw. sygnały mocy),
o nieskończonej energii i nieskończonej mocy.
ze względu na okresowość:
sygnały okresowe,
sygnały nieokresowe.
ze względu na ciągłość dziedziny i wartości:
sygnały ciągłe (analogowe) — dziedzina i wartości sygnału są ciągłe,
sygnały dyskretne — dziedzina sygnału jest dyskretna, a wartość ciągła,
sygnały cyfrowe — dziedzina i wartość sygnału jest dyskretna.
Proces przekształcenia sygnału analogowego na dyskretny nazywany jestdyskretyzacją (próbkowaniem, digitalizacją). Zamianę wartości analogowej na cyfrową określa się jako kwantyzację. Podczas obu tych przekształceń tracona jest część informacji zawartej w sygnale analogowym, co opisuje się jako szum kwantyzacji. Urządzenie przetwarzające jeden sygnał na inny nazywane jestprzetwornikiem.