Sygnał przebieg dowolnej wielkosci fizycznej mogącej byc nosnikiem informacji.

Opis sygnału jest zbiorem jego cech (nazywanych także estymatorami w przypadku sygnałów losowych), wyznaczanych w wyniku analizy (estymacji) sygnału.

Cecha sygnału nazywa sie uporzadkowana pare <nazwa cechy, wartosc cechy> lub <atrybut cechy, wartosc cechy>

Cechy sygnału cechy ilosciowe, których wartosc jest liczba <wartosc srednia, 22.5 >

cechy punktowe, których wartosc jest liczba, cechy funkcyjne, których wartosc jest funkcja (czasu lub czestotliwosci) i zapisywana jest w formie macierzowej, cechy jakosciowe, których wartosc zapisywana jest w postaci nazwy <kolor, zielony>.

Opis sygnału, nazywany równiez reprezentacja sygnału, moze być realizowany w trzech dziedzinach: czasu, amplitudy, czestotliwosci.

Układ pomiarowy a system pomiarowy

System pomiarowy = układ pomiarowy + sterownik mikroprocesorowy lub komputer, pełniace funkcje kontrolera systemu.

System pomiarowy:

Elementy funkcjonalne systemu pomiarowego:

Czujnik lub zespół czujników wielkosci fizycznych

W czujnikach zmienia sie okreslony parametr elektryczny w funkcji wartosci wielkosci mierzonej (np. zmiana rezystancji w funkcji temperatury),

Przetworniki pomiarowe W przetwornikach zmienia sie parametr elektryczny czujnika na napiecie stałe lub na prad stały (np. rezystancja w gałezi mostka Wheatstona zamieniana jest na napiecie elektryczne na jego wyjsciu),

Kondycjonery W układach normujacych sygnał nastepuje dostosowanie poziomu sygnału z przetwornika pomiarowego do napiecia wejściowego przetwornika analogowo - cyfrowego,

Przetwornik analogowo - cyfrowy Zadaniem przetwornika a/c jest zamiana analogowego sygnału pomiarowego na sygnał cyfrowy,

Urzadzenia do wizualizacji wielkosci mierzonych Pole odczytowe cyfrowego urzadzenia pomiarowego lub ekran przyrzadu cyfrowego (oscyloskop cyfrowy lub analizator), lub monitora komputera,

Kontroler systemu Komputer z oprogramowaniem i zasobami pamieci - rejestracja,

Opcjonalnie: generatory sygnałów testowych i/lub zasilacze badanego obiektu.

Systemy pomiarowe: badawcze (Ich działanie polega na porównywaniu wyniku pomiaru z wartością przyjeta za wzorcowa. systemy badawcze stosowane sa w pomiarach naukowych, do empirycznej weryfikacji hipotez naukowych. SA wykorzystywane w wielu dziedzinach nauki, jak: elektronika, fizyka, chemia, mechanika, biologia, medycyna.), pomiarowo kontrolne(Ich działanie polega na kontroli czy wynik pomiaru zawiera sie w zadanym przedziale wartosci granicznych.

Uzywane sa w przemysle do automatyzacji procesów technologicznych. W systemach takich stosuje sie zwykle znaczne ilosci czujników rozmieszczonych na całym kontrolowanym obiekcie i przetworników formujacych sygnały wykorzystywane dalej przez regulatory sterujące procesem technologicznym.) pomiarowo diagnostyczne (Jesli zmierzona wartosc nie miesci sie w zadanym przedziale wartości granicznych, system ma stwierdzic jaka jest tego przyczyna. Słuza do detekcji i lokalizacji uszkodzen. Celem diagnozowania jest nie tylko stwierdzenie stanu obiektu, ale czesto równiez wskazanie uszkodzonego elementu.)

Przetwarzanie a/c Sygnał analogowy -> sygnał dyskretny -> sygnał cyfrowy.

Wynikiem próbkowania jest sygnał dyskretny.

Próbkowanie polega na okresleniu dyskretnych wartosci sygnału odpowiadajacym chwilom czasu mikro na podstawie przetwarzanego sygnału analogowego.

Kwantowanie amplitudy Polega na zastapieniu dyskretnych wartosci sygnału wartosciaminnalezacymi do skonczonego q-elementowego zbioru, nazywanych

poziomami kwantyzacji. Odstepy miedzy poziomami kwantyzacji sa

zazwyczaj równe. Wynikiem kwantyzacji jest sygnał cyfrowy

Współczynnik sygnał-szum(ang. Signal to Noise Ratio SNR)jest stosunkiem maksymalnej wartosci sygnału cyfrowego do wartości skutecznej szumu kwantowania

Obraz jest definiowany jako dwu- lub trójwymiarowa funkcja intensywnosci swiatła. Elementy macierzy zawierajacej wartosci funkcji nazywane sa pikselami.

Wielkości wejściowe-mierzone Mogą mieć postać sygnałów:

• ciągłych (analogowych),• nieciągłych (dyskretnych, przerywanych),

Wielkości wyjściowe Mają postać wielkości fizycznych, które są źródłem informacji (np. o częstotliwości, temperaturze, ciśnieniu itp.). Mają postać sygnałów: •analogowych (ciągłych), • binarnych (dwuwartościowych, logicznych), • dyskretnych (nieciągłych). Układy pomiarowe dzieli się na analogowe i ciągłe.

Zasady przetwarzania wielkości nieelektrycznych w elektryczne

Wyróżnia się przetwarzanie: • taktylno - stykowe, • rezystancyjne, • indukcyjne, •pojemnościowe, • ultradźwiękowe, • optyczne, • piezokrystaliczne • i inne.

Rodzaje przemysłowych systemów wizyjnych • czujniki wizyjne• kamera inteligentna • kamera + komputer

Oświetlenia nie stosuje się, jeżeli obiekt świeci światłem własnym lub jest oświetlony przez niezależne stabilne źródło światła. Oświetlenie dobiera się pod względem:

- typu, - wymiarów, - położenia, - widma światła. Stosuje się oświetlenie LED, lampy wyładowcze, lampy halogenowe, lasery • Światło przednie• Światło rozproszone • Światło ukośne• Oświetlenie współosiowe• Podświetlenie• Światło kierunkowe

Definicja obrazu jest definiowany jako dwu funkcjaintensywności światła. Elementy macierzy zawierającej wartości funkcji nazywane są pikselami.

Promieniowanie cieplne jest promieniowaniem elektromagnetycznym. Na powierzchnię ciała o określonej grubości pada strumień cieplny Ф (ilość ciepła w jednostce czasu), z którego strumień ФA został pochłonięty, ФR - odbity, ФP - przepuszczony. - współczynnik pochłaniania (absorpcji, ang. absorptance) A = ФA/Ф, - współczynnik odbicia (refleksji, ang. reflectance) R = ФR/Ф,

- współczynnik przepuszczania (transmisji, ang. transmittance) P = ФP/Ф.

Emisyjnością ε ciała nazywa się stosunek natężenia promieniowania M do natężenia promieniowania Mo dla ciała czarnego, znajdującego się w tej samej temperaturze:
Emisyjność określa zdolność danego obiektu do wypromieniowania lub pochłonięcia energii promienistej.

Przetwarzanie obrazówobraz cyfrowy -> obraz cyfrowy Przekształcenia:

• arytmetyczne• geometryczne,• punktowe (bezkontekstowe),• kontekstowe (filtry konwolucyjne, logiczne i medianowe),• widmowe,• morfologiczne

Filtracja cyfrowa • Operacje zmieniają zawartość obrazu, w tym jego geometrię,

• Usuwanie lub zmniejszenie szumu - zazwyczaj algorytm działający na zasadzie lokalnych średnich, • Wzmocnienie pewnych obiektów zgodnych z danym wzorcem (np. linie, narożniki) - punkt jest wzmocniony w zależności od jego podobieństwa do wzorca, • Usuwanie wad (np. zarysowania kliszy), • Poprawa jakości obrazu (np. ostrości, kontrastu), • Rekonstrukcja obrazu (np. materiałów fotograficznych).

Kamery termowizyjne - podział Wyróżnia się dwa pasma dobrego przepuszczania promieniowania atmosfery - krótkofalowe SW 2÷5μm oraz długofalowe LW 8÷14μm, detektory i kamery termowizyjny dzieli się na krótkofalowe i długofalowe.

Inny podział, wynikający z rodzaju zastosowanych detektorów, to kamery z

detektorami chłodzonymi (w których zastosowano chłodziarki), i niechłodzonymi,

pracującymi w temperaturze otoczenia. Ponadto kamery dzieli się na kamery pomiarowe (wzorcowane u producenta, mogące służyć do pomiaru temperatury) oraz kamery obserwacyjne (pokazujące tylko barwny rozkład temperatury obszaru).

Sensory dzieli się na: 1. Parametryczne - zmiana wielkości mierzonej wywołuje zmianę parametru elektrycznego (rezystancji, indukcyjności, stałej dielektrycznej). 2. Generatorowe - przetwarzają energię wielkości mierzonej (mechaniczną, chemiczną cieplną itp.)

Przetwarzanie rezystancyjne (1)

Przy pomiarach wielkości nieelektrycznych metodą oporową

wykorzystuje się zjawiska występujące w przewodnikach

stałych, półprzewodnikach oraz elektrolitach.

W technice pomiarowej wykorzystuje się bezpośrednie

zależności:

• oporu właściwego od temperatury i siły przyłożonej do

elementu lub

• długości l od przesunięcia liniowego lub kąto

---