Информационный расчет системы телеизмерений

Исходные данные информационного расчета:

1. Диапазон и единицы телеметрической величины:

D = 0 – 250 м³/с

2. Сигнал с датчика:

D_x = 0 – 10 В

3. Максимальная частота измерения телеметрической величины:

f_max= 0,005 Гц

4. Число измерительных каналов:

N=7

5. Требуемая точность телеизмерения:

6. Требуемое быстродействие системы телеизмерения:

7. Скорость передачи информации по каналу связи:

В = 350 Бод

8. Вероятность искажения в канале связи одного двоичного символа:

9. Вид интерполяции – ступенчатая.

Для последующего проектирования принимаем многоканальную цифровую систему телеизмерений с временным разделением сигналов. Полагаем, что структурная схема проектируемой цифровой си­стемы ТИ соответствует схеме, изображенной на рис. 2.1 и 2.2, а в ка­честве первичного кода выбран натуральный двоичный код.

Определяем отдельные составляющие погрешности телеизмерения по заданной величине :

= 0,5*0.33% = 0,165%

Определяем коэффициент аппроксимации для ступенчатой интерполяции:

;

Определяем шаг дискретизации по времени:

. Принимая убеждаемся в том, что расчётное значение не превышает быстродействия системы, т. е.

Задаваясь значением коэффициента , определяем канальное время по следующему выражению:

где к_з= 1.0 1.5 – коэффициент, учитывающий защитный интервал Т_защ между каналами.

По условию проектирования разрешено принять Т_защ=0

Находим частоту коммутации каналов и скорость выдачи кодовых словпо следующей формуле:

Определяем максимально возможный шаг квантования по уровню: .

Рассчитываем требуемое минимальное число уровней квантования: .

Необходимая разрядность первичного k–кода:

.

Полагая , уточняем шаг квантования по уровню:

рассчитываем масштабные коэффициенты М_xи М_m:

Так как величина М_m отображается числом с семью разрядами и округлена, то проверяем правильность округления.

Определяем кодовую комбинацию первичного k-кода на последнем j-ом уровне квантования и рассчитываем значение измеряемой величины на этом уровне

Проверяем правильность округления масштабного коэффициента.

Шаг квантования, приведённый к измеряемой величине

ΔA=

Тогда

Следовательно, округление масштабного коэффициента выполнено правильно.

По величине определяем абсолютную погрешность и её дисперсию , используя соотношения (3.22) и (3.23):

Задаваясь и корректирующей способностью и помехозащищённого (n,k)-кода в соответствии с таблицей 1, по формулам рассчитываем величину дисперсии ошибки, вызываемой помехами в канале связи.

Примем вначале , , . Тогда находим:

Сравниваем полученное значение с и получаем: , т. е. >

Таким образом, безызбыточный код не может быть использован для передачи телеметрической информации с ошибкой .

Возьмем , to =1, tи = 0, n = 9, l = 1. повторим расчет и получим:

получили , что меньше допустимого.

Полученные значение Dш заносим в таблицу 1.

Итерации
dмин
t0
tи
Dш

Для дальнейшего проектирования следует использовать помехозащищённый код с минимальным кодовым расстоянием dмин = 2, который обнаруживает одну ошибку и не исправляет ни одной ошибки. Примем далее, что этим кодом будет код с проверкой на чётность.

Уточняем значения отдельных составляющих погрешности телеизмерения по результатам расчёта параметров системы, используя формулы:

; ;

; ,

где - принятые при расчёте и выборе параметров значения соответствующих величин.

В заключение расчёта вычисляем значение и сравниваем его с заданным значением :

.

Таким образом, рассчитанные параметры цифровой системы телеизмерения обеспечат требуемую точность телеизмерения.