Регистрирующее устройство
Регистрирующее устройство(регистратор) — 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. Кроме регистрирующих устройств для записи данных, существуют также устройства регистрации аудиовизуальной информации (магнитофоны, видеомагнитофоны, фото- и кино- и видеокамеры и т. д.).
Регистрирующие устройства могут представлять собой неотъемлемые функциональные узлы измерительных приборов, установок, блоки в составе информационных, измерительных, контрольных систем, комплексов, либо самостоятельные устройства.
Содержание
Виды регистрирующих устройств
Примечание: ранее в качестве средств регистрации использовались также перфораторы — устройства для записи цифровой двоичной информации механическим способом — на перфокартах, перфолентах.
Связанные понятия и термины
Аналоговые устройства регистрации
Виды аналоговой регистрации
Аналоговая информация может быть записана либо на электронные носители, считывание с которых производится с помощью соответствующих технических средств, либо, на носители, обеспечивающие непосредственное, визуальное считывание информации. По функциональному виду информации выделяют двухкоординатные самописцы (графопостроители или плоттеры), записывающие зависимость одной величины от другой, и самописцы, записывающие изменение величины во времени.
Устройства записи временны́х графиков на визуальные носители
По способу записи такие устройства бывают двух видов — с записью на бумаге чернильным пером или процарапыванием иглой на плёнке со специальным покрытием, и с записью на фотоплёнке (светолучевые осциллографы). Функционально самописец состоит из устройства для равномерного непрерывного перемещения носителя (бумаги, плёнки) и измерительного механизма, перемещающего перо, корундовую иглу для процарапывания или зеркальце осциллографа, направляющее луч в нужное место на фотоплёнке. Самописцы бывают одноканальные — для записи одного параметра и многоканальные — для одновременно записи нескольких параметров. Для многоканальной регистрации возможно применение нескольких измерительных механизмов или использование точечной записи, при которой один механизм через короткие промежутки времени поочередно переключается на разные каналы, в результате чего на ленте получается несколько графиков из точек или коротких штрихов.
Цифровые электронные устройства регистрации
Цифровые регистраторы данных предназначены для записи технических параметров в цифровом виде на электронные носители информации — магнитные диски, твердотельные накопители и т. д. В простейшем случае цифровой регистратор представляет собой микропроцессорное устройство с аналого-цифровым, преобразователем, цифровым таймером для временно́й привязки и накопителем информации, в более сложных случаях — это специализированная ЭВМ, которая кроме простой записи информации по множеству каналов предоставляет возможность обработки информации, в т. ч. в режиме реального времени, и её визуализацию на экране дисплея. Возможна реализация устройства регистрации на базе обычного универсального компьютера с АЦП при помощи соответствующего программного средства
Регистрирующие измерительные приборы
Регистрирующие приборы, применяемые в измерительной технике, по роду записи делят на три группы: приборы непрерывного действия, приборы дискретного действия и цифропечатающие устройства. В зависимости от метода действия регистрирующие приборы делят: приборы непосредственной оценки и приборы сравнения. В большинстве этих случаев регистрируемая величина представляет собой функцию времени. Иногда используют двух координатные приборы, регистрирующие функциональную связь двух измеряемых величин. Регистрирующий прибор состоит из двух основных элементов: регистрирующего устройства и механизма формирования диаграммы записи. Схематически такой прибор можно представить в следующем виде (рисунок 11.1).
Двигатель передает вращающий момент на редуктор, редуктор позволяет регулировать число оборотов приводного валика. Для увеличения магнитного потока в зазоре между магнитопроводом и внутренним сердечником расположена обмотка подмагничивания, что обеспечивает большой вращающий момент рамки, связанной со стрелкой, на конце которой закреплен пишущий узел. Изменение входного электрического сигнала изменяет положение стрелки и пишущий элемент на конце стрелки вычерчивает график на бумаге. Запоминание информации может осуществляться следующими способами: запись на бумаге чернилами или карандашом, срезание слоя вещества резцов, изменение структуры вещества.
Рисунок 11.1 – Схема регистрирующего измерительного прибора
Измерительные мосты
Определения. Общие свойства.Мостовые цепи широко применяются в электроизмерительной технике для измерения параметров электрической цепи, их преобразования в электрические сигналы, в качестве фильтров и т. д. В общем случае мостовой цепью или мостом называют такую электрическую цепь, в которой можно выделить две ветви с взаимным сопротивлением, равным бесконечности при определенном соотношении параметров элементов цепи, и равным конечному значению, если это соотношение не выполняется. Соотношение параметров элементов цепи, обеспечивающих взаимное сопротивление выделенных ветвей, равным бесконечности, называют условием или уравнением равновесий цепи.
В зависимости от вида напряжения, питающего мостовую цепь, различают мостовые цепи постоянного и переменного тока. Первые применяются для измерения сопротивления электрической цепи постоянному току, а также для преобразования сопротивления в ток или напряжение. Мостовые цепи переменного тока применяют для измерения или преобразования в электрический сигнал параметров комплексных сопротивлений и для фильтрации напряжения в качестве узкополосных фильтров.
По конфигурации электрической схемы мостовые цепи делятся на четы- рехплечие и многоплечие.
Средство измерения, в основе которого лежит мостовая цепь, называют измерительным мостом.
Регистрирующие приборы
Регистрирующие приборы имеют следующую струк
BW 
Назначение ИЦ в том, чтобы преобразовать входную величину в , непосредственно воздействующую на ИМ.
РУ – включает в себя регистрирующий орган, носитель, механизм для перемещения носителя.
Регистрирующие приборы построены по разомкнутой схеме регулирования. В них ИМ непосредственно перемещает регистрирующий орган, используя для этого энергию входного сигнала, поэтому они потребляют значительную мощность, и имеют низкую чувствительность. Получили распространение регистрирующие вольтметры, амперметры, ваттметры, фазометры, частотомеры, в них используются магнитоэлектрические, электромагнитные и ферродинамические измерительные механизмы.
Регистрирующие электромеханические приборы предназначены для регистраций медленно изменяющихся величин (до 1 Гц).
В состав регистрирующего органа входят следующие основные элементы: материал-носитель, регистрирующий орган для нанесения знаков регистрации, устройство для перемещения носителя. Положение регистрирующего органа на плоскости определяется количественным значением измеряемой величины.
Если носителем является бумага с сеткой, то приборы называются самопишущими.
В регистрирующих приборах широко применяется метод регистрации нанесением слоя вещества на носитель: запись на диаграммной бумаге чернилами и пастой или печатанье.
К числу основных достоинств этих методов относятся долговечность документов, непосредственная видимость результата записи, удобный и дешевый носитель.
Основными элементами пишущего устройства является перо, капилляр чернильница. Причем чернильница может быть как подвижной, так и неподвижной. Недостатком такой записи являются; возможность отказа работы пишущего устройства из-за засорения пера, необходимость периодически заправлять устройство чернилами и т. д. Для устранения этих недостатков чернила подаются под давлением, разрабатываются специальные сорта чернил и т. п.
Используются красящие пасты и копировальная бумага. Применяется цифропечать. В таких приборах регистрирующим устройством является печатающая каретка. Кроме указателя на каретке закреплено металлическое колесо с выступами, на которых нанесены выпуклые знаки (точки или точки и цифры).
Печатание может осуществляться одной краской или быть многоцветным. Недостаток – потеря непрерывности.
Бумажные диаграммы обычно имеют форму ленты или диска и снабжены градуировочной сеткой, которую выполняют в прямоугольной или полярной системе координат.
На смену рулонной упаковке приходит упаковка в пачки, где лента уложена в виде “гармошки”.
Существуют методы регистрации путем снятия слоя вещества носителя. В этом случае регистрирующий орган выполняется в виде стальной иглы, резца, стержня, нагретого током. В качестве носителя используется бумага, покрытая слоем сажи, воска или лака.
Методы регистрации изменением состояния вещества носителя представляют собой большую группу различных вариантов. Их разновидности:
-Термический метод осуществляется путем теплового воздействия электрически нагретого элемента (теплового пера) на поверхностный слой теплочувствительной бумаги. При расплавлении поверхностного слоя на нем остается след от движения теплового пера в виде четкой темной линии. Используется запись на металлизированной бумаге.
2-барабан
4-слой металла
|
Проводником тока служит металлизированная бумага. Под действием тока металл подъэлектродом 1 плавится, и частично выгорает, в результате чего на поверхности носителя появляется темный след движения 1.
Фотографическая запись применяется в осциллографах.
Регистрация осуществляется двумя способами 
и 
В первом случае носитель перемещается только в одну сторону с постоянной скоростью, т.е. пропорционально времени синхронными или пружинными двигателями с регулятором скорости.
