*Clasificarea traductoarelorCriterii:a) Dup necesitatea existenei unei surse auxiliare de activare pentru obinerea semnalului de intrare se disting: traductoare active sau de tip generator; traductoare pasive sau de tip parametric.b) Dup semnalul de ieire distingem: traductoare analogice; traductoare numerice.c) Dup principiul de funcionare care st la baza transferului de energie intrare-ieire avem: traductoare lucrnd n regim dezechilibrat; traductoare cu echilibrare automat.d) Dup dinamica exprimat prin relaia intrare-ieire, traductoarele se pot clasifica n sisteme de ordinul 0 (sau de tip proporional), 1 (element de ntrziere de ordinul I), 2 (element de ntrziere de ordinul II), sau de ordin mai mare. traductoare cvasinumerice.e) O clasificare foarte rspndit a traductoarelor este n funcie de mrimea msurat. n consecin, vorbim de traductoare de temperatur, presiune, debit, nivel, umiditate, poziie, vitez, acceleraie, for, cuplu etc.f) Dup principiul funcional care st la baza realizrii prii de intrare a traductorului: rezistive, capacitive, inductive (parametrice); cu acumulare de sarcin electric, cu generare de tensiune electric / curent electric (generatoare).

*Locul traductoarelor n sistemele automateVom considera, n continuare, dou situaii tipice n care se evideniaz rolul i locul traductoarelor n cadrul sistemelor automate.A) Bucl de reglare monovariabil independent cu traductor analogic, reprezentat principial n figura .

*Locul traductoarelor n sistemele automateB) Conducerea ierarhizat multiproces - reprezentat principial n figura .T traductoare;DA- dispozitive de acionare;ICC interfa de conversie i comunicaie;NLC nod local de conducere;SA1, SA2 servere de aplicaieCP post dispecer;CNI conducere numeric ntreprindere;MC1, MC2 magistral de cmp;MLA magistral local de aplicaie;MLI magistral local de ntreprindere

*Locul traductoarelor n sistemele automateCele dou cazuri prezentate arat: locul traductorului n cadrul automatizrii proceselor ca element plasat pe calea informational, rolul acestuia de efectuare a operaiei de msurare. Consecine: traductorul are caracteristici metrologice bine precizate prin care se garanteaz calitatea msurrii. diversitatea mrimilor de proces care trebuie puse n evident conduce la o varietate nsemnat de principii constructiv-functionale utilizate n intrarea traductorului; ieirea acestuia este restrns la semnale electrice compatibile elementelor din instalaia de automatizare la care sunt cuplate.

*STRUCTURA GENERALA A UNUI TRADUCTORES- element sensibil (senzor, captor, detector);A adaptor (circuit de conditionare, transmitter);ELT element de legatura si transmisie (rol secundar)SAE surse auxiliare de energie

*STRUCTURA GENERALA A UNUI TRADUCTORES elementul care asigura cuplarea traductorului cu procesul.Trebuie sa aiba o serie de calitati: sa fie selectiv (preia din proces numai marimea fizica si variatiile acesteia care intereseaza); rejecteaza celelalte marimi ale mediului in care se face masurarea; sa nu exercite efect de retroactiune ( la cuplarea cu procesul sa nu determine modificari ale marimii masurate x); sa permita cuplari cu procesul foarte variate (acelasi tip de traductor sa poata fi folosit la game diferite pentru aceleasi marimi, sau chiar la marimi diferite).Remarca: Semnalul s1 furnizat de ES nu este calibrat (nu ofera o dependenta liniara si nici plaja de variatie a acestuia nu este normalizata) necesitatea adaptorului A.A - adaptorul - are un dublu rol: preia semnalul de la ES i - dup o serie de transformri cu caracter liniar / neliniar - l transform n semnal calibrat de ieire y; asigur cuplarea cu dispozitivele de automatizare (pe baza energiei dat de sursele de energie auxiliare SAE are n ieire o putere suficient de a aciona aceste dispozitive, fr s apar efect intern de retroaciune ctre ES).

*STRUCTURA GENERALA A UNUI TRADUCTORPentru compatibilitatea cu dispozitivele de automatizare, semnalele calibrate sunt standardizate (unificate). Exemplificare: s considerm situaia prezentat n urmtorul tabel: Concluzie: indiferent de variaia mrimii de intrare x, semnalul de ieire analogic este calibrat (unificat)

Intrare xUna din variantele unificateIeire ytemperatur n gama 0...1500CTensiune continu U0...10Vtemperatur n gama 200...7500C-5V...+5Vtemperatur n gama 0...12000C-10V...+10Vpresiune n gama 0...1 barCurent continuu I0...10 mApresiune n gama 0...10 bar0...20mApresiune n gama 10...20 bar4...20mA

*STRUCTURA GENERALA A UNUI TRADUCTORObservatii:1. Pe lng valorile de semnale unificate prezentate n tabel se pot folosi i altele, firmele oferind - opional - o anumit gam cerut de beneficiar;2. n practic ieirile n semnal unificat de curent continuu sunt mult mai utilizate (comparativ cu cele n tensiune continu), deoarece acestea permit un transport mult mai uor la distan i nu exist pericolul de scurtcircuit;3. Dintre ieirile n curent continuu, cea mai mare utilizare o are plaja unificat 4...20 mA; s-a ales limita inferioar 4 mA pentru c dac semnalul de ieire este 0 mA atunci aceast situaie are semnificaia unei defeciuni;4. In schema din figura. s-a prevzut semnalul y0 care are rolul de a decala ieirea pentru valoarea minim a domeniului intrrii. ELT - sunt elemente de legtur i transmisie a semnalului de la ES ctre A cu structur simpl, care asigur conexiuni de natur mecanic, electric, optic, termic etcSAE - sursele auxiliare de energie - sunt cerute de elementul sensibil, n special la categoria celor parametrice (dar nu numai!), ca i de adaptor pentru circuitele interne de calcul, liniarizare i ieire.

*STRUCTURA GENERALA A UNUI TRADUCTORAtunci cnd se dorete un echivalent numeric al ieirii obinute cu un traductor analogic se folosete un circuit suplimentar de conversie analog numeric i o interfa de comunicaie ca n figura.., unde: CAN - convertor analog-numeric;IC - interfa de comunicaie;ICC - interfa de conversie i comunicaie. Concluzie: Folosind o interfa ICC deja standardizat, orice traductor analogic cu ieire n semnal unificat poate fi inclus ntr-o schem complex de conducere, prin cuplarea acestuia pe o magistral de cmp standard.

*CARACTERISTICILE I PERFORMANELE TRADUCTOARELOR Deoarece traductoarele studiate - n continuare - sunt legate intrinsec de automatizri, se vor pune in evidenta (accent) pe caracteristicile n regim static i dinamic, fara a neglija, de asemenea, pe cele energetice, constructive i de exploatare, economice i de fiabilitate. Caracteristici statice; indicatori de calitate (performane) n regim static Caracteristicile statice se definesc n regimul de funcionare n care att mrimea de intrare ct i cea de ieire sunt n regim staionar (invariante n timp pe perioada de observaie). Matematic, toate derivatele intrrii i ieirii n raport cu timpul ( ) sunt zero (nule). Practic un astfel de regim este imposibil de realizat pe o durat mare de observaie (nici o intrare - implicit ieirea traductorului - nu poate avea o dinamic nul pe un timp dat). Totui, pe intervale de timp relativ reduse, se poate considera ndeplinit condiia de regim staionar, astfel c:reprezint caracteristica static a traductorului (dependena intrare-ieire n absena mrimilor de influen).

*CARACTERISTICI STATICEn realitate (figura.., pe lng intrarea util x, asupra traductorului mai acioneaz o serie de mrimi de influen extern - 1, ..., n - ca i de influen intern - 1, ..., p - astfel c trebuie s se considere:1. Una din caracteristicile eseniale ale ES - implicit a traductorului - este selectivitatea; concret, daca se procedeaza la dezvoltarea n serie Taylor a funciei (*) rezulta:(*)Un traductor are o foarte bun selectivitate daca

*CARACTERISTICI STATICE2. Domeniul de msurare este intervalul xmin ... xmax n cadrul cruia traductorul permite efectuarea corect a msurrii, n conformitate cu caracteristica static acceptat ca atare a acestuia. 3. Liniaritatea. O cerin impus traductoarelor este de a avea o caracteristica statica liniara, adic se impune o dependen de forma (**) + figura..(**)Pe domenii mari de variaie ale intrrii caracteristicile statice sunt neliniare, aproximarea prin caracteristici liniare fcndu-se n limitele unei erori de neliniaritate sau abateri de la liniaritate n[%] exprimat cu relaia:

*CARACTERISTICI STATICEundefiguraSe consider c traductorul are o comportare liniar dac: asigurarea acestei condiii se realizeaz n adaptor folosind circuite de liniarizare specifice. 4. Sensibilitatea. Considernd neglijabile sensibilitile parazite introduse de marimile de influenta, ceea ce nseamn caracteristic static ideal y = f(x), se definete sensibilitatea ca derivata ieirii n raport cu intrarea, adic: S sensibilitate absoluta.

*CARACTERISTICI STATICESensibilitatea unui traductor este determinat de sensibilitatea elementelor componente i de modul cum acestea sunt incluse n cadrul schemei structurale. La elemente componente cu caracteristici liniare - funcie de modalitatea lor de combinare - se poate deduce uor sensibilitatea total; exemple sunt date n figura urmatoare: Remarca: la structura cu reacie, cum - n general - K1K2 >> 1, rezulta c sensibilitatea total este condiionat practic de precizia i stabilitatea caracteristicii unui singur element.

*CARACTERISTICI STATICE5. Clasa de precizie se definete se definete ca eroarea admisibil de baz dat sub form normat (raportat la domeniu), adic: Din relaia (***) se obine eroarea admisibil absolut de baz (intrinsec): relaie valabil pentru condiii de referin precizate prin standarde sub form de valori sau intervale de referin.n consecin, eroarea admisibil absolut total |Xad|t va fi:

*Incertitudine si eroare de masurare Rezultatul masurarii va diferi de valoarea reala sau adevarata a masurandului, orict de perfectionate ar fi metodele si aparatele utilizate n masurarea unei marimi fizice. Scopul fundamental al oricarei masurari - determinarea si exprimarea sub forma numerica a valorii marimii de masurat - se realizeaza cu un anumit grad de incertitudine. Abaterea rezultatului masurarii fata de valoarea reala (adevarata) a marimii de masurat constituie eroarea de masurare Xi :Vi - rezultatul masurarii nr.i, X - valoarea reala (adevarata) a masurandului Definitia erorii de masurare are, cu unele exceptii (de exemplu masurari in raport cu un etalon), doar caracter conceptual si nu aplicativ direct, ntruct valoarea reala X a masurandului, n general, nu este accesibila (nu poate fi cunoscuta). Pentru utilizarea notiunii de eroare de masurare s-a introdus notiunea de valoare conventionala V a marimii de masurat (masurandului), care nlocuieste valoarea adevarata X, definita ca valoarea determinata prin acele metode, procedee, instrumentatii, astfel nct aceasta sa difere neglijabil fata de valoarea adevarata, deci n raport cu o marime necunoscuta.

*Incertitudine si eroare de masurare- continuare - Din nsasi definitia valorii conventionale V, pe baza careia se exprima eroarea conventionala Viapar o serie de neajunsuri, legate de imposibilitatea gasirii, n toate situatiile practice, a valorii V. S-a introdus notiunea de incertitudine de masurare U, care are aceeasi unitate de masura ca si masurandul, fiind adaugata la rezultatul raportat al masurarii x, astfel ca valoarea reala (adevarata) a unei masurari se poate scrie:unde x poate fi chiar rezultatul unei masurari individuale Vi sau o estimatie a masurandului obtinuta dupa o operatie de prelucrare asupra unui set de date experimentale (media mV). Incertitudinea de masurare U presupune: calcule laborioase, apelarea la metode de statistica matematica i se ataseaza o probabilitate P(U), care exprima gradul ei de credibilitate.

*Incertitudine si eroare de masurare- continuare - Att U ct si P(U) rezulta n urma prelucrarii unui numar relativ mare de date, obtinute prin masurari repetate asupra aceluiasi masurand. Avantajul folosirii incertitudinii de masurare: nu presupune - ca eroarea de masurare - cunoasterea valorii reale a masurandului; dezavantajul esential: volumul mare de experimentari si prelucrari. O reprezentare grafica sintetica a celor doua notiuni - eroare si incertitudine de masurare - este ilustrata n figura Eroarea de masurare dar, n special, incertitudinea de masurare exprima cel mai important indicator al unei masurari - precizia acesteia.

*Eroare admisibila; corectie In practica intereseaza precizia unei metode sau aparat/traductor, adica gasirea unei erori limita care sa nu fie depasita ori de cate ori se efectueaza masurarea cu metoda sau aparatul/traductorul respectiv. Se defineste eroarea admisibila (tolerata) Xad care poate cuprinde att erorile sistematice ct si pe cele aleatorii, cu valorile lor maxim posibile, considerate n conditiile cele mai defavorabile de compunere. Pentru orice masurare individuala este satisfacuta dubla conditie Xi Xad si P(Xi Xad) = 1, ceea ce permite determinarea intervalului de ncadrare a valorii reale (in una din formele): Corectia c reprezinta valoarea cu semn schimbat a tuturor erorilor cunoscute V, care pot fi determinate cert, adica:

*CARACTERISTICI STATICE (continuare)6. Rezoluia se exprim prin intervalul maxim de variaie al mrimii de intrare care poate fi pus n eviden (citit) - produce un salt elementar - la ieirea traductorului. Rezoluia este specific traductoarelor analogice cu caracteristic static discontinu sau cvasicontinu, la care semnalul calibrat de ieire este numeric sau analogic n trepte. La traductoarele numerice rezoluia se exprim prin numrul de bii ai conversiei analog-numerice, respectiv intervalul elementar de cuantificare al mrimii de intrare. Exemplificare: dac se face conversia pe n bii atunci treapta elementar de cuantificare (cuanta) este

ceea ce semnific o reprezentare n valoare absolut a rezoluiei. Se poate utiliza i o reprezentare procentual a rezoluiei.Exemplificare: un traductor numeric de temperatur cu domeniul de msurare 00C...5000C i conversie pe 10 bii are cuanta elementar x 0,50C - rezoluie exprimat n unitile de msur ale intrrii - sau, procentual, de 1/1024[%] 0,1%.

*CARACTERISTICI STATICE7. Repetabilitatea exprim abilitatea traductorului de a reproduce valori ale ieirii ct mai apropiate atunci cnd se aplic acestuia - n mod repetat - aceeai valoare a msurandului, n aceleai condiii de experimentare i n acelai sens, msurrile fiind considerate ntr-un timp limitat. Cum trebuie organizat experimentul?Repetabilitatea se exprim procentual prin raportarea diferenei maxime a valorilor citite n ieire la plaja maxim de variaie a ieirii traductorului. Statistic, repetabilitatea se consider ca valoarea minim care depete - cu o probabilitate specificat - valoarea absolut a diferenei dintre dou citiri succesive obinute n condiii specificate.8. Reproductibilitatea se refer - de asemenea - la gradul de coinciden dintre dou citiri succesive atunci cnd aceeai mrime este msurat cu o metod precizat, dar numrul de determinri este foarte mare, efectuate de operatori diferii cu aparate diferite, n laboratoare diferite. Cantitativ, reproductibilitatea este valoarea minim care depete, cu o probabilitate dat, valoarea absolut a diferenei dintre dou msurri singulare obinute n condiiile mai sus-menionate.