Регистрирующие приборы

Регистрирующие приборы

Регистрирующее устройство (регистратор, самописец) — прибор для автоматической записи на носитель информации данных, поступающих с датчиков или других технических средств. В измерительной технике — совокупность элементов средства измерений, которые регистрируют значение измеряемой или связанной с ней величины. В регистрирующих устройствах обычно предусматривается возможность привязки записываемых значений параметров к шкале реального времени.

Регистрирующие устройства могут представлять собой неотъемлемые функциональные узлы измерительных приборов, установок, блоки в составе информационных, измерительных, контрольных систем, комплексов, либо самостоятельные устройства.

Регистрирующие приборы имеют следующую структуру:

ИЦ - измерительная цепь,

ИМ - измерительный механизм,

РУ - регистрирующее устройство,

ОУ - отсчетное устройство.

Классификация регистрирующих приборов

По виду регистрирующих устройств

• Самопишущие приборы
• Магнитографы
• Осциллографы
• Приборы с цифровой регистрацией

По структурной схеме

• Приборы прямого преобразования
• Приборы уравновешивающего преобразования

По каналам регистрации

• Одноканальные
• Многоканальные

 Классификация методов регистрации

К группе аналоговых динамических методов и средств измери­тельной регистрации относятся такие, в которых бесконечное мно­жество значений входного непрерывного (аналогового) сигнала преобразуется в другое бесконечное множество значений выход­ного сигнала-образа (в частности, видимого изображения), пред­ставленного в различных аналоговых формах (диаграмма на бума­ге, запись на магнитном носителе, изображение на экране и т.п.) с заданной достоверностью.

В настоящее время в практике динамических исследований чаще других используются следующие основные методы аналоговой реги­страции:

• видимая запись на поверхности твердого носителя (бумага, пленка);
• запись на магнитном носителе;
• хранение электрического заряда в диэлектрике.

Первый метод реализуется в самопишущих приборах и светолучевых осциллографах. Второй метод представлен магнитографами, которые, кстати сказать, являются измерительными преобразова­телями, а не приборами; третий - аналоговыми запоминающими осциллографами.

К цифровым методам отнесем такие, в которых бесконечное множество значений входных непрерывных сигналов преобра­зуется в конечное множество дискретных во времени и кванто­ванных по уровню значений. При этом выходная информация может быть представлена в аналоговой (точнее псевдоаналого­вой) форме.

Виды диаграмм

Диаграммы, на которых производится запись показаний, изготовляются из гладкой и прочной бумаги, обладающей хорошей впитываемостью и незначительным изменением геометрических размеров при изменении условий окружающей среды (температуры, влажности). Бумажные диаграммы имеют обычно форму ленты (длина ленты 5 – 100 м) или диска и снабжены градуировочной сеткой, которую выполняют в прямоугольной или полярной системе координат. На слайде (3.виды диаграмм) показаны основные виды диаграмм.

Устройство электромеханического самопишущего прибора

Принцип действия простейшего электромеханического (магни­тоэлектрического) СП основан на взаимодействии под­вижной катушки с током (пропорциональным исследу­емому сигналу) с полем постоянного магнита.

Движение - поворот на угол α(t) - катушки, закрепленной на оси, передается отсчетному устройству, состоящему из стрелки и шкалы, а также регистрирующему устройству, образованному пером и движущейся бумагой. Развертка во вре­мени осуществляется равномерным перемещением диаграммной бумаги, благодаря вращению вала двигателя.

Достоинства измерительных самопишущих приборов:

• Наглядность измеряемой величины.
• Суточная регистрация (не требуют частого наблюдения)
• Равномерная шкала.

Недостатки измерительных самопишущих приборов

• Чувствителен к механическим нагрузкам(вибрации)
• Возможность работы только на постоянном токе.
• Зависимость показаний от температуры.

Схема устройства магнитной регистрации

В цифровой магнитной записи, используемой в компьютерной технике, в магнитную головку поступает ток, при котором поле записи через определенные промежутки времени изменяет свое направление на противоположное. В результате под действием поля рассеяния магнитной головки происходят намагничивание и перемагничивание отдельных участков движущегося магнитного носителя. При периодическом изменении направления поля записи в рабочем слое носителя возникает цепочка чередующихся участков с противоположным направлением намагниченности. В итоге сигнал, поступающий в головку записи, оставляет на движущемся носителе след, то есть магнитную запись. 

Достоинства измерительных магнитографов

• Многоканальность
• Возможность работы в полевых условиях
• Сравнительно широкий диапазон частот
• Длительные интервалы регистрации
• Большой объём регистрируемой информации
• Длительное энергонезависимое хранение записываемой информации.

Недостатки измерительных магнитографов

• Невозможность непосредственного наблюдения зарегистрированных сигналов(отсутствие видимого изображения).
• Сравнительно не высокая точность-2,5.

Классификация осциллографов

• Аналоговые

Осциллограф С1-150 Предназначен для исследования электрических сигналов в полосе пропускания 0-15 МГц путем визуального наблюдения на экране электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), измерения их амплитудных и временных параметров по шкале экрана. Предназначен для оперативного ремонта бытовой радиоэлектронной техники, решения несложных задач производства и использования в учебных целях. 

• Цифровые

Цифровой осциллограф-мультиметр Fluke 123 Предназначен для выявления неисправностей в промышленном оборудовании, инструментальных, контрольных и силовых системах. Прибор является точным и надежным портативным цифровым осциллографом и одновременно мультиметром регистратором, что минимизирует время производства и наладки различных систем.

• Аналогово-цифровой

Осциллограф С1-157/1 ( аналого-цифровой осциллограф), предназначен для исследования электрических сигналов путем  наблюдения и измерения их параметров по шкале экрана ЭЛТ в полосе частот 0-100 МГц.

• Цифровой запоминающий

DS1062C предназначен для наблюдения и измерений параметров формы сигнала в полосе пропускания до 60 МГц. Идеально подходит для испытаний продукции, обслуживания в полевых условиях, для исследований и разработки, для любых проверок и выявления неисправностей цифровых схем и электрооборудования.

Достоинства аналоговых осциллографов:

1. Мгновенное отображение быстроизменяющихся сигналов во времени
2. Прямые, понятные средства управления для часто используемых настроек
3. Низкая стоимость 

Недостатки аналоговых осциллографов:

1. низкая точность 
2. мерцаниие и/или тусклость экрана в зависимости от частоты сигнала и коэффициента развертки 
3. нет возможности отображения сигнала до запускающего момента 
4. высокая эксплуатационная стоимость 
5. ограниченные средства измерения параметров сигналов.

Достоинства цифровых осциллографов:

1. возможность "замораживания" изображения на произвольное время 
2. высокая точность измерений 
3. яркий, хорошо сфокусированный экран на любой скорости развертки
4. возможность обнаружения импульсных помех 
5. автоматические средства измерения параметров сигналов 
6. возможность подключения к компьютеру, принтеру или плоттеру
7. возможности математической и статистической обработки сигнала 

Недостатки цифровых осциллографов:

1. более высокая стоимость 
2. более сложные в управлении