وحدة تحكم الضغط

ما هي عمليات التحويل والمعالجة بين إخراج الإشارة الأصلي بواسطة المستشعر والإشارة التي يمكن أن يتعرف عليها وحدة تحكم الضغط؟

الإشارة الإشارة والتحويل الأولي
تتمثل المهمة الأساسية لمستشعر الضغط في الشعور بدقة بتغيرات الضغط في النظام. سواء كان ذلك بمثابة مستشعر ميكانيكي (مثل الحجاب الحاجز أو أنبوب الزنبرك) أو مستشعر الإلكترونية (مثل piezoresantance أو Piezoelectric أو السعة) ، فإن جوهره هو استخدام التأثيرات المادية لتحويل الكمية غير الكهربائية للضغط إلى كمية كهربائية قابلة للقياس أو الإزاحة الميكانيكية. بالنسبة لأجهزة الاستشعار الإلكترونية ، تتضمن هذه العملية عادة تغييرات مباشرة في الخواص الفيزيائية للمادة ، مثل زيادة قيمة المقاومة أو تنقص مع زيادة الضغط ، وتتغير قيمة السعة مع تغيير تباعد الفيلم. تقوم المستشعرات الميكانيكية بنقل معلومات الضغط من خلال التشوه وتحويلها إلى إزاحة أو قوة قابلة للقياس.

تضخيم الإشارة والتصفية
نظرًا لأن إخراج الإشارة الأصلي بواسطة المستشعر غالبًا ما يكون ضعيفًا ويحتوي على ضوضاء وتداخل ، يجب إجراء تضخيم الإشارة وتصفية. يتمثل دور مضخم الإشارة في تعزيز الإشارة الأصلية الضعيفة إلى سعة كبيرة بما يكفي بحيث يمكن للدائرة اللاحقة تحديدها بدقة ومعالجتها. يتم استخدام التصفية لإزالة مكونات الضوضاء عالية التردد ومكونات التداخل في الإشارة وتحسين نسبة الإشارة إلى الضوضاء واستقرار الإشارة. عادة ما يتم تنفيذ هذه العملية باستخدام دوائر تمثيلية ، مثل المرشحات منخفضة التمرير ، ومرشحات تمرير النطاق ، وما إلى ذلك ، لضمان نقاء ودقة الإشارة.

تكييف الإشارة والخطية
على الرغم من أن الإشارة بعد التضخيم والتصفية واضحة ومستقرة نسبيًا ، إلا أنها قد لا تزال بحاجة إلى مزيد من التكييف والخطية. يتضمن تكييف الإشارات ضبط إزاحة الإشارة والكسب والمرحلة والمعلمات الأخرى لضمان مراسلات صارمة بين الإشارة وتغيير الضغط. الخطية هو تصحيح خصائص الإخراج لبعض المستشعرات غير الخطية ، ومن خلال الخوارزميات الرياضية أو تصميم الدائرة ، يتم تقديم علاقة خطية جيدة بين إشارة الخرج وتغيير الضغط. هذه العملية أمر بالغ الأهمية لتحسين دقة القياس وأداء التحكم في النظام.

التحويل الرقمي
مع تطوير التكنولوجيا الرقمية ، المزيد والمزيد وحدة تحكم الضغط استخدم تقنية معالجة الإشارات الرقمية. لذلك ، يجب تحويل الإشارات التناظرية رقميًا بواسطة المحولات التناظرية إلى الرقمية (ADCs). تقوم ADC بتحويل الإشارات التناظرية المستمرة إلى إشارات رقمية منفصلة ، وهي عملية تتضمن ثلاث خطوات: أخذ العينات والتكميات والترميز. أخذ العينات هو تقدير الإشارات التناظرية المستمرة في الوقت ؛ الكمي هو رسم خرائط للقيم التي تم أخذ عينات منها إلى عدد محدود من القيم المنفصلة ؛ الترميز هو تحويل القيم الكمية إلى أرقام ثنائية أو أشكال أخرى من الرموز الرقمية. تحتوي الإشارة المحولة رقميًا على قدرة مضادة للمؤتمرات أعلى وأسهل في المعالجة حسب الكمبيوتر.

معالجة الإشارات وصنع القرار
في المجال الرقمي ، تقوم وحدة تحكم الضغط بمزيد من عمليات المعالجة وتحليل الإشارة الرقمية المستلمة. قد تتضمن هذه العملية تقنيات المعالجة المتقدمة مثل تقليل الإشارة ، واستخراج الميزات ، والتعرف على الأنماط. استنادًا إلى نتائج المعالجة ، ستتخذ وحدة التحكم قرارات التحكم المقابلة ، مثل ضبط فتحة الصمام أو بدء أو إيقاف المضخة ، إلخ.

ردود الفعل والتحكم في الحلقة المغلقة
من أجل تحقيق التحكم الدقيق للضغط ، عادةً ما تعتمد وحدة التحكم في الضغط استراتيجية التحكم في الحلقة المغلقة. هذا يعني أن وحدة التحكم لن تتخذ قرارات التحكم فقط بناءً على إشارة الضغط الحالية ، ولكن أيضًا مراقبة تغييرات الضغط في النظام بشكل مستمر وتعديل إخراج التحكم بناءً على إشارة التغذية المرتدة. من خلال التغذية المرتدة وعملية التعديل المستمر ، يمكن للنظام التعامل تدريجياً والاستقرار ضمن نطاق الضغط المسبق. تضمن آلية التحكم في الحلقة المغلقة هذه استقرار وموثوقية نظام التحكم في الضغط.