5. Моделирование измерительного канала иис

Моделирование измерительного канала ИИС основано на анализе предложенной структурной схемы, паспортных данных ИП, их метрологических характеристик или на экспериментальных данных. Минимальный объем информации необходимый для моделирования показан на рис. 19. Для структурной схемы представленной на рис. 19 разработана модель в Simulink показанная на рис. 20, 21, 23, 24. Как следует из рис. 20, 21, 23, 24 модель организована по иерархическому правилу. Датчик, вторичный преобразователь и АЦП (рис. 20) представлены на высшем уровне подсистемами, объединяющими соответствующие блоки. Для раскрытия подсистемы используется 2 фиксация мыши. Для создания подсистемы необходимо выделить соответствующие блоки и выбрать команду: Edit-> Create Subsystem. Ниже приведен пример расчета параметров блоков и на рис. 22, 25 показаны параметры 2 блоков. Параметры всех блоков Saturation соответствуют пределам изменения выходных сигналов на рис. 19. Схема блока выбирается в зависимости от вида функции преобразования (в нашем случае все функции линейные) и вида погрешности по пунктам 2-4.

Рис. 19. Структурная схема измерительного канала ИИС

Функции преобразования всех измерительных преобразователей линейные. Законы распределения погрешностей нормальные. Их чувствительность определяется:

- датчика: ,

- вторичного преобразователя: .

Для АЦП шаг квантования сигнала составляет .

Величины смещений для измерительных преобразователей составляют:

- датчика: ,

- вторичного преобразователя: ,

- АЦП: .

Абсолютная погрешность датчика равна . СКО погрешность датчика - .

Абсолютная аддитивная погрешность вторичного преобразователя равна СКО аддитивной погрешности вторичного преобразователя составляет . Мультипликативная относительная погрешность вторичного преобразователя определяется как разность погрешности в конце диапазона и начале измерений, т.е.

Рис. 20. Модель измерительного канала ИИС

Рис. 21. Модель подсистемы моделирующей датчик

Рис. 22. Параметры блока Random Number задающего абсолютную погрешность датчика

Рис. 23. Модель подсистемы моделирующей вторичный преобразователь

Рис. 24. Модель подсистемы моделирующей АЦП

Рис. 25. Параметры блока Quantizer задающего квантование по уровню сигнала для АЦП

Рис. 26. Результат моделирования измерительного канала ИИС

Задания

1. Разработать модель ИП в соответствии со схемой на рис. 27 и выполнить моделирование. Погрешность преобразователя подчиняется нормальному закону.

Рис. 27. Схема ИП.

2. Разработать модель ИП в соответствии со схемой на рис. 27 и выполнить моделирование. Погрешность преобразователя подчиняется закону равной вероятности.

3. Разработать модель ИК ИИС в соответствии со схемой на рис. 28 и выполнить моделирование. Погрешность преобразователей подчиняется нормальному закону.

Рис. 28. Схема ИП.