IMG�35 (2)

Układ z rys 3.20 jest równocześnie charakterystyczny pod tym względem. Ze układy P-P utyte są kaskadowo Takie rozwiązanie stosuje się wówczas, gdy szybki układ P-P (mała pojemność kondensatora (*) ma /a krótki czas dokładnego pamiętania, a układ P-P o dłuższym czasie pamiętania (duża pojemność C) jest zbyt wolnym układem W kaskadzie układów P-P pierwszy o małym C może być szybki, a drugi układ o dużym C może mieć dłuższy czas dokładnego pamiętania Pierwszy zapewnia dużą szybkość zapamiętywania, drugi - dłuższy czas pamiętania

Rys. 3.20. Zwielokrotnianie układów pomiarowych (próbkowania i przetwarzania) a - sekwencje czasowe sterowania próbkowaniem, b - schemat funkcyjny układu o czterech przetwornikach a/c

Na rys. 3.19 b pokazano przykład zastosowania układu próbkującego, analogowego do pomiaru napięcia lokalnie szczytowego W układzie takim można mierzyć np obwiednię zmodulowanego przebiegu, albo kolejne amplitudy tzw „pików" otrzymywanych np w chromatografii, ilp Zastosowanie takiego układu jest lepszym rozwiązaniem niż np. pomiar bieżącego napięcia chwilowego i numeryczne wyszukiwanie maksimów, ponieważ przy tych samych przyrządach pomiarowych przedstawiony układ jest dokładniejszy Wyznaczenie bowiem położenia maksimum jest zadaniem numerycznie mało dokładnym, ponieważ wierzchołek bywa „dość płaski", a skwantowane wyniki pomiarowe są wokół takiego maksimum rozrzucone ze względu na proces kwantowania Algorytm działań numerycznych badałby różnice i szukał zmiany znaku różnicy, gdy kolejne różnice są bliskie zera, a mogą różnić się o kwant¹ Również „ostre piki” będą mało dokładnie wyznaczone numerycznie, bo ciąg czasowy jest dyskretny i nie wiadomo, czy próbka „trafi w pik", czy też pik znajdzie się np między kolejnymi próbkami. W układzie jak na rysunku zastosowano analogowe różniczkowanie przebiegu napięcia badanego, dzięki temu otrzymano przebieg napięcia W, takiego że każde przejście tego przebiegu przez zero - a przejście przez zero jest dobrze określone - zachodzi dokładnie w chwilach, w których pierwotny przebieg ma maksimum (lub minimum, patrz na rys 3 19b pokazano różniczkowanie na przykładzie sinusoidy) Sygnał przejścia przez zero został wykorzystany do sterowaniu układem P-P i przetwornikiem a/c Sterowanie jest takie, że dokonuje się przetwarzania w momencie, gdy pochodna zmienia znak, a wtedy występuje napięcie szczytowe.

Zadaniem linii opóźniającej jest wyrównanie opóźnienia, jakie powstaje w lorze sterowania układem P-P i przetwornikiem a/c w stosunku do przebiegu mierzonego

3.6.4. Rejestratory przebiegu napięcia

Jak już zauważyliśmy, rejestratory analogowe - najczęściej graficzne - albo użytkowane są na zasadzie, że w dawnych czasach nabyte zostały odpowiednie przyrządy, albo współcześnie używa się ich w takich okolicznościach, w których nie ma szczególnych wymagań co do dokładności i szybkości pomiarów, ani me jest potrzebna rachunkowa analiza danych pomiarowych, natomiast ważna jest natychmiastowa wizualizacja wyników rejestracji, które przede wszystkim wzrokowo i „na gorąco" są oceniane przez człowieka Gdy wymagana jest różnorodna analiza numeryczna danych pomiarowych i ich wizualizacja w różnej graficznej postaci, wymagana jest również duża dokładność pomiaru przy dużej i bardzo dużej szybkości zmian rejestrowanego napięcia, potrzebne jest przesyłanie danych pomiarowych na odległość i ich nowoczesna archiwizacja, to cyfrowa rejestracja przebiegu napięcia nie ma współcześnie konkurencji wśród tradycyjnych rozwiązań analogowych Rozwiązanie zagadnienia rejestracji przebiegu napięcia (bez odtwarzania graficznego) środkami cyfrowej techniki nie musi być droższe niz równoważną jakości w technice analogowej, a ponadto w technice analogowej większe wymagania co do szybkości i dokładności są nieosiągalne Natomiast koszt cyfrową rejestracji wzrośnie, gdyby była potrzeba indywidualnej wizualizacji wyników pomiaru

Oferowane są rejestratory cyfrowe¹ jako samodzielne konstrukcje przyrządów pomiarowych o różnych możliwościach, które mogą zaspokoić praktycznie każde wyspecjalizowane potrzeby Rozwiązaniem nominalnie równoważnym tego samego zagadnienia są tzw komputerowe karty pomiarowe, stosowane jako rozszerzenia komputerów osobistych, gdzie wyniki pomiarów utrwalane są w komputerze jak inne dane. Takie jednak rozwiązanie jest ogólnie nieprofesjonalne, a przy szczególnych wymaganiach np. co do dużą szybkości takie rozwiązanie może być niewystarczające. Nieprofesjonalność karty, jako przyrządu pomiarowego, wynika z tego, że ze wspólnego źródła zasilania - karty i komputera - do karty przenikają impulsowe zakłócenia, które w pewnych okolicznościach istotnie mogą przeszkadzać w wykonaniu poprawnych pomiarów.

Wybierając rejestrator cyfrowy trzeba rozstrzygnąć ile potrzebujemy kanałów pomiarowych, jaka będzie wystarczająca rozdzielczość przetwornika a/c (lub przetworników) i jaka ich dokładność, ile ma wynieść częstotliwość próbkowania, pojemność pamięci wyrażanej liczbą zapamiętywanych wyników (próbek), jaki powinien być rodzaj interfąsu lub interfejsów zastosowanych w rejestratorze do sprzęgania rejestratora z urządzeniami komputerowymi, w jakim standardzie ma funkcjonować komunikacja i zdalne sterowanie

Liczba kanałów z zasady nie jest mniejsza niż dwa, a sięgać może kilkudziesięciu i więcej, gdyby były potrzebne. Kanały są zazwyczaj komutowane (multipleksowane) i łączone z jednym układem pomiarowym. Stosuje się też większą liczbę przetworników, gdy

149

1

Przypomnijmy sobie powszechną opinię, że „różniczkowanie cyfrowe jest obciążone dużym błędem", bo wiośnie lim korzysta się z obliczania małych różnic liczb o ograniczonej dokładności, lak jak w naszym przypadku Na przykład liczba prżbliżona lOOilę i liczba 9ltlf mają różnicę 2±2q, bo pierwsza (odjemna) jest nieokreślona w granicach jednego kwantu, druga (odjcmntk) - w łych samych granicach, więc (w skrajnym przypadku) różnica może być nie określona w granicach wynikających ze zJożenia granic. Gdy jednak dla liczb odejmowanych granice nieokreśloności stanowiły ok 1% wartości łych liczb, to dla ich różnicy nieokreśloność wynosi jut 100% jej wartości W tym przykładzie nieokreśloność względna wyniku odejmowania powiększyła się stuluonic (rozumiana jako udział w całości).

Stosowana jest też przez firmy (ze względów komercyjnych) nazwa angielska Iransient rcconlcr Ma ona sugerować przydatność rejestratora do pomiaru Jednorazowych, przemijających przebiegów napięcia lub natężenia prądu Taka przydatność wynika jednak bezpośrednio z osiągalnej przez rejestrator częstotliwości próbkowania, a rozwiązanie problemu synchronizacji jest i tak wymagane w rejestratorach cyfrowych.