4. Cỏch thực hiện bộ đổi nối thực tế
1.17Khỏi niệm về hệ thống đo lường từ xa
Trong hệ thống đo xa (HTDX) bao gồm cỏc hệ thống đo và truyền số liệu ở khoảng cỏch xa bao gồm cỏc quỏ trỡnh đo, kiểm tra và điều khiển tử xa.
Định nghĩa: HTDX là cỏc hệ thống đo lường từ động ở khoảng cỏch xa nhũ việc truyền số liệu qua kờnh liờn lạc. Quỏ trỡnh đo từ xa thường con người khụng tham gia trực tiếp mà tiến hành 1 cỏch tự động. Khi thiết kế 1 hệ thống đo từ xa điều quan trọng nhất là làm sao bảo đảm sai số 1 phộp đo là nhỏ nhất, ở đõy sai số gõy ra do sự suy giảm và do nhiễu gõy ra. Cỏc HTDX khỏc nhau phụ thuộc vào cỏch tạo tớn hiệu, đú là tớn hiệu điều chế hoặc tớn hiệu mó hoỏ.
Việc lựa chọn cỏc phương phỏp điều chế trong HTDX cú liờn quan đến cỏc thụng số của kờnh liờn lạc. Ngày nay việc truyền tớn hiệu đi xa thường sử dụng thụng tin quang. Tớn hiệu truyền đi dưới dạng ỏnh sỏng truyền theo cỏp quang. Kỹ thuật thụng tin quang chiếm một ưu thế lớn trong thụng tin liờn lạc cũng như điều khiển từ xa và khả năng truyền dẫn lớn và khả năng chống nhiễu tốt.
Cỏc dõy liờn lạc: Phụ thuộc vào khoảng cỏch mà người ta chọn cỏc dõy liờn lạc khỏc nhau. Vớ dụ:
Từ 3 - 7 km: đường dõy trờn khụng
Từ 7- 20 km: đường dõy cỏp, chủ yếu sử dụng tớn hiệu một chiều, sai số thường phụ thuộc vào sự biến động cỏc thụng số của kờnh liờn lạc. Lý do là vỡ điện trở của dõy dẫn phụ thuộc vào nhiệt độ. Nếu nhiệt độ trong khoảng -400C - 400C thỡ điện trở dõy dẫn thay đổi trong khoảng 37%. Sự thay đổi này dẫn đến sai số rất đỏng kể khi truyền tớn hiệu.
Trong cỏc hệ thống tần số và mó xung sự thay đổi này khụng gõy sai số cho phộp đo.
Trong cụng nghiệp đo lường và điều khiển người ta thường sử dụng 3 nhúm thiết bị đo xa như sau:
+ Nhúm với sự điều chế tần số và tần số xung gọi là hệ thống tần số.
+ Nhúm với sự điều chế độ rộng xung và thời gian xung gọi là hệ thống đo xa thời gian. + Nhúm với sự điều chế mó xung gọi là hệ thống số.
Sơ đồ khối như sau:
Hệ số khuyếch đại của từng khõu:
12 2 1 x x K = ; 2 3 2 x x K = … Hệ số khuyếch đại cả hệ thống: K=K1. K2. ..
Trong hệ thống đo xa ta quan tõm đến sự thay đổi hệ số truyền từng khõu một.
S CĐCH MODMOD Phỏt Thu DEMOD Chỉ thị
x1 x2 x
3
Dõy liờn lạc
... K K K K = ∆ ⋅ ∆ 1 1
Sai số của cả hệ thống bằng tổng sai số của cỏc khõu ... + γ + γ = γ 1 2
Thụng thường cho phộp γ thay đổi trong khoảng 1%
Kinh tế: Trong HTDX thỡ khõu đắt nhất trong hệ thống là dõy liờn lạc, vỡ vậy kinh tế nhất là thường sử dụng 1 dõy liờn lạc nhưng truyền đi nhiều kờnh và nhiều chức năng (thường phõn kờnh theo thời gian cú nghĩa là chuyển tớn hiệu liờn tục thành cỏc tớn hiệu ngắt quóng theo thời gian tớnh toỏn để sao cho khi khụi phục lại tớn hiệu đảm bảo sai số cho trước).
Hệ thống tần số, hệ thống thời gian, hệ thống tương tự: tức là quan hệ giữa tớn hiệu đầu ra và đầu vào là một hàm liờn tục và quan hệ giữa tớn hiệu đo và độ sõu của điều chế M = ϕ(u) là một hàm liờn tục. Trong phần lớn trường hợp hàm này là một hàm tuyến tớnh M = K(x) (với K là hằng số). Khụng cú việc lượng tử hoỏ theo mức nhưng cú thể rời rạc hoỏ theo thời gian.
Hệ thống số: sử dụng vừa lượng tử hoỏ theo mức vừa rời rạc hoỏ theo thời gian. Ta sử dụng điều chế mó xung (CPM). Cỏc hệ thống này thường được truyền dưới dạng mó cơ số 2.
* Ưu điểm của hệ thống số:
-Cú thể sử dụng mỏy tớnh số để ghi, in ra cỏc kết quả bằng số.
-Cú độ tin tưởng cao hơn, nghĩa là độ chống nhiễu tốt hơn nhờ cú việc sử dụng cỏc mó kiểm tra và mó sửa sai và việc gia cụng số liệu sẽ ớt gõy ra sai số. Việc truyền số liệu dưới dạng số theo cỏp quang cú độ chớnh xỏc cao hơn. nagỳ nay cỏc hệ thống tương tự chỉ sử dụng khi đối tượng đo là đơn giản, số lượng cỏc phộp đo khụng lớn, đũi hỏi thiết bị đo đơn giản. Kỹ thuật hiện đại ngày càng sử dụng phương phỏp số. Thiết bị phức tạp nhưng cú độ chớnh xỏc cao hơn.
Đứng trờn toàn cục người ta thường kết hợp hệ thống đo với cỏc hệ thống điện tớn và thụng tin liờn lạc khỏc.