Meetsystemen

Meetsystemen: Algemene principes
Algemene opbouw van een meetsysteem
Passieve opnemers zijn bijvoorbeeld, rekstrookjes, fotodiodes, lineair veranderlijke
differentiaaltransformatoren (LVDT) enz., zij vereisen een externe bron. Bij deze opnemers is er
de fysische ingang, de elektrische uitgang en de elektrische voeding of bekrachtiging.
De signaalconditionering zet het signaal van de opnemer-omvormer om in een vorm die meer
geschikt is voor verdere processing. Een voorbeeld hiervan is een Wheatstone-brug met
versterker, die het signaal van de opnemer uiteindelijk tot een waarde brengt van enkele volts.
Bijvoorbeeld het hoger genoemd rekstrookje of de temperatuurgevoelige weerstand vormt hierbij
een van de takken van de Wheatstone-brug.
De signaalverwerking vormt op zijn beurt het uitgangssignaal van de signaalconditionering om
in een vorm die meer geschikt is voor processturing of voor visualisatie. Een voorbeeld hiervan
is een analoog-digitaalomzetter die de analoge spanning omzet in een digitale waarde.
Het gegevenspresentatie-element laat toe de gemeten waarde weer te geven in een duidelijke
vorm, zoals een getal of een curve.
Signaalconditionering en signaalverwerking zijn signaalaanpassingen die soms beide onder de
noemer van signaalconditionering vermeld worden. De manier waarop de signaalconditionering
gebeurt, is afhankelijk enerzijds van de elektrische karakteristieken van de opnemer en
anderzijds van de bestemming van het signaal. Zo kan versterking, niveau-aanpassing,
linearisatie, impedantie-aanpassing, galvanische scheiding of een andere aanpassing nodig zijn.
De aanpassing kan vlak bij of ver van de opnemer (al dan niet gedeeltelijk) plaatsvinden. Het feit
of men gebruik kan maken van reeds bestaande apparatuur kan hierbij een rol spelen.
Opnemer/omvormer
Signaalconditionering
T
Ingang
Pt100 Temperatuur
gevoelige weerstand
R
mV
Wheatstone-brug Versterker
V
Gegevenspresentatie
Signaalverwerking
Cijfer Weergave
Byte
Computer A/D omzetter
Uitgang
Figuur 1.2: Voorbeeld van een meetsysteem.
Veel voorkomende vormen van aanpassing zijn:
1. Het versterken van het signaal tot een gestandaardiseerd spanningsgebied gebruikt bij
'data-acquisitie' namelijk van 0 tot 10V
2. het omvormen van het signaal tot een gestandaardiseerd stroomgebied gebruikt bij o.a.
procescontrole nl. 4 mA tot 20 mA (stroombron), hetgeen geschikt is voor transmissie
over lange afstand met getwiste draden.
3. het omvormen van het analoge signaal tot een digitaal signaal, TTL niveau met bepaalde
woordlengte (bijvoorbeeld 8, 10, 12 of 16 bit ...)
4. de parallel/seriële-omzetting of omgekeerd in geval van digitale signalen.
__________ - I.2 -
Johan Baeten