a műszerek a fizikai folyamatok mérésére és ellenőrzésére összpontosító tanulmányi és munkamódszerek. Ezek a fizikai folyamatok magukban foglalják a nyomást, a hőmérsékletet, az áramlási sebességet és a kémiai konzisztenciát. Az eszköz olyan eszköz, amely méri és/vagy cselekszik bármilyen fizikai folyamat ellenőrzésére. Annak a ténynek köszönhetően, hogy az elektromos feszültség-és árammennyiségek könnyen mérhetők, manipulálhatók és nagy távolságra továbbíthatók, széles körben használják ezeket a fizikai változókat, és továbbítják az információkat távoli helyekre.

a jel bármilyen fizikai mennyiség, amely információt közvetít. A hallható beszéd minden bizonnyal egyfajta jel, mivel az egyik személy gondolatait (információit) közvetíti a másiknak a hang fizikai közegén keresztül. A kézmozdulatok is jelek, amelyek fényt közvetítenek.

Ez a szöveg egy másik típusú jel, amelyet az angol képzett elme az elektromos áramkörökről szóló információként értelmez. Ebben a fejezetben a jel szót elsősorban egy olyan elektromos feszültség vagy áram mennyiségére hivatkozva használják, amelyet más fizikai mennyiség ábrázolására vagy jelzésére használnak.

Analóg vs. Digitális

az analóg jel egyfajta jel, amely folyamatosan változó, szemben azzal, hogy korlátozott számú lépést tesz a tartománya mentén (úgynevezett digitális). Az analóg vs. digitális jól ismert példája az órák: az analóg az a típus, amelynek mutatói lassan forognak egy kör alakú skála körül, a digitális pedig a tizedes számú kijelzővel rendelkező típus, vagy egy “használt”, amely nem simán forog.

az analóg órának nincs fizikai határa arra, hogy milyen finoman tudja megjeleníteni az időt, mivel “kezei” sima, Szünetmentes módon mozognak. A digitális óra viszont nem képes olyan időegységet közvetíteni, amely kisebb, mint amit a kijelzője lehetővé tesz. Az 1 másodperces időközönként ránduló “használt” óra típusa egy digitális eszköz, amelynek minimális felbontása egy másodperc.

mind az analóg, mind a digitális jelek alkalmazást találnak a modern elektronikában, és az információ e két alapvető formája közötti különbséget sokkal részletesebben le kell fedni ebben a könyvben. Egyelőre a vita hatókörét analóg jelekre korlátozom, mivel az azokat használó rendszerek általában egyszerűbb kialakításúak.

a legalapvetőbb áttekintést ebben a témában, lásd ezt a videót bemutató analóg és digitális elektronika.

sok fizikai mennyiség, különösen az elektromos, analóg variabilitás könnyen elérhető. Ha egy ilyen fizikai mennyiséget jelközegként használnak, akkor képes lesz az információ variációit szinte korlátlan felbontással ábrázolni.

Ipari Műszerek Rendszer

a korai ipari műszerek, sűrített levegő használták, mint egy jelzés közepes közvetíteni információ a mérőműszerek, jelezve, valamint az ellenőrző eszközök található távolról. A Légnyomás mennyisége megfelelt a változó mértékének. Tiszta, száraz levegő körülbelül 20 font per négyzethüvelyk (PSI) volt ellátva egy kompresszor keresztül cső, hogy a mérőműszer majd szabályozza, hogy a műszer szerint a mennyiséget mérjük, hogy készítsen egy megfelelő kimeneti jel.

például egy pneumatikus (levegő jel) szinten “adó” készülék beállítása, hogy az intézkedés magassága víz (a “folyamat változó”) egy tároló tartály volna kimenet alacsony légnyomás, ha a tartály üres volt, egy közepes nyomás, amikor a tartály részben teljes, de nagy a nyomás, ha a tartály tele volt.

A “vízszint jelző” (LI) nem több, mint egy nyomásmérő mérése a légnyomás a pneumatikus jelet sort. Ez a Légnyomás, mint jel, viszont a tartály vízszintjének ábrázolása. A tartály szintjének bármilyen változása a pneumatikus jel nyomásának megfelelő változásával ábrázolható.

a légnyomású eszközök mechanikája által előírt bizonyos gyakorlati korlátokon kívül ez a pneumatikus jel végtelenül változó, képes a vízszint bármilyen mértékű változására, ezért analóg a szó legigazibb értelmében.

nyers, mint amilyennek látszik, ez a fajta pneumatikus jelzőrendszer képezte a gerincét számos ipari mérési és ellenőrzési rendszerek szerte a világon, és még mindig úgy látja, használja ma miatt az egyszerűség, a biztonság és a megbízhatóság. Légnyomás jelek könnyen keresztül továbbított olcsó csövek, könnyen mérhető (mechanikus nyomásmérő), könnyen manipulálható, a mechanikai eszközök használata bellows, membránok, szelepek, illetve más felfújható eszköz. A Légnyomás-jelek nemcsak a fizikai folyamatok mérésére, hanem azok szabályozására is hasznosak.

elég nagy dugattyúval vagy membránnal egy kis Légnyomás-jel használható nagy mechanikai erő létrehozására, amely szelep vagy más vezérlő eszköz mozgatására használható. A teljes automatikus vezérlőrendszereket légnyomással készítették jelközegként. Ezek egyszerűek, megbízhatóak és viszonylag könnyen érthetőek. A légnyomásjel pontosságára vonatkozó gyakorlati határértékek azonban bizonyos esetekben túlságosan korlátozóak lehetnek, különösen akkor, ha a sűrített levegő nem tiszta és száraz, és ha fennáll a csőszivárgás lehetősége.

Az advent a szilárdtest elektronikus erősítők és egyéb technológiai fejlődés, elektromos mennyiségek feszültség és áram lett praktikus használható analóg eszköz jelző média. Ahelyett, hogy pneumatikus nyomásjeleket használna a víztároló tartály teljességére vonatkozó információk továbbítására, az elektromos jelek ugyanazt az információt továbbíthatják vékony vezetékeken (cső helyett), és nem igényelhetik az ilyen drága berendezések, például a Légkompresszorok támogatását:

Az analóg elektronikus jelek továbbra is az elsődleges típusú jelek, amelyeket a műszerek világában ma (2001 januárjában) használnak, de számos alkalmazásban helyet ad a digitális kommunikációs módoknak (erről a témáról később). A technológiai változások ellenére mindig jó az alapelvek alapos megértése, így a következő információk soha nem válnak elavulttá.

élő nulla

számos analóg műszerezési jelrendszerben alkalmazott egyik fontos koncepció az “élő nulla”, a jel méretezésének szokásos módja, hogy a 0 százalékos jelzés megkülönböztethető legyen a “halott” rendszer állapotától. Vegyük például a pneumatikus jelrendszert: ha a jel nyomás tartomány adó-jelzőfény célja az volt, hogy 0-tól 12 PSZI, 0 PSI képviselő 0% – a folyamat mérése, 12 PSI képviselő 100% – os, a kapott jel a 0% – ot lehet törvényes olvasata 0 százalék mérés vagy akár azt is, hogy a rendszer a hibás (kompresszor leáll, cső törött, jeladó meghibásodott, stb.). Mivel a 0 százalékos pontot 0 PSI képviseli, nem lenne könnyű megkülönböztetni az egyiket a másiktól.

Ha azonban a műszereket (jeladót és mutatót) 3-15 PSI skálára méretezzük, a 3 PSI 0% – ot, a 15 PSI pedig 100% – ot jelent, bármilyen meghibásodás, amely nulla légnyomást eredményez az indikátornál, -25% – ot (0 PSI) eredményez, ami egyértelműen hibás érték. Az a személy, aki a mutatót nézi, azonnal meg tudja mondani, hogy valami nincs rendben.

nem minden jelszabványt állítottak fel élő nulla alapvonalakkal, de a robusztusabb jelek szabványai (3-15 PSI, 4-20 mA) jó okból vannak.

áttekintés:

• a jel bármilyen kimutatható mennyiség, amelyet az információk közlésére használnak.
• az analóg jel olyan jel, amely folyamatosan, vagy végtelenül változhat, hogy bármilyen kis mennyiségű változást képviseljen.
• pneumatikus vagy Légnyomás, a jelek egykor gyakoriak voltak az ipari műszeres jelrendszerekben. Ezeket nagyrészt felváltották az analóg elektromos jelek, például a feszültség és az áram.
• az élő nulla egy analóg jelskálára utal, amely nem nulla mennyiséget használ a valós mérés 0 százalékának reprezentálására, így minden olyan rendszerhiba, amely nulla jelnyomás, feszültség vagy áram természetes “pihenési” állapotát eredményezi, azonnal felismerhető.