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442 12 Misura e controllo nei processi chimici esempio 12.5 Si vuole convertire il segnale analogico dell esempio precedente (15,60 mA, corrispondente a 69,75°C) in un segnale digitale. Si vuole valutare la risoluzione con un convertitore a 8 bit e uno a 12 bit. Il convertitore a 8 bit ha un livello di quantizzazione di 256, poiché la scala del segnale analogico ha un estensione di 20 4 = 16 mA, la risoluzione q del convertitore vale: q = 16 mA = 0,0625 mA 256 Cioè il segnale analogico, 4 20 mA, è convertito con incrementi discreti equivalenti a 0,0625 mA. Poiché il nostro segnale al netto dell inizio della scala vale 15,60 4 = 11,60 mA, il valore del segnale digitale dovrebbe essere: 11,6 mA = 185,6 0,0625 mA Ma il segnale digitale può assumere solo valori discreti, in questo caso 186, cioè l intero più prossimo. Tenendo conto della risoluzione, il segnale digitale è come se corrispondesse a: 186 0,0625 mA = 11,625 mA Corrispondente percentualmente a: 11,625 mA 100 = 72,66% (20 4) mA Ricordando che la scala dello strumento è di 110°, si ha: 10°C + 110°C 0,7266 = 69,93°C Il livello di quantizzazione di un segnale a 12 bit è 212 = 4096 = 4 kb, a cui corrisponde una risoluzione del convertitore: 16 mA q = = 0,003906 mA 4096 Ripetendo la procedura precedente si trova che il segnale digitale assume il valore di 2970, corrispondente a una temperatura di 69,76°C, molto prossima al valore del segnale analogico. In un convertitore analogico-digitale (ADC), il segnale analogico non è convertito istantaneamente ma richiede un tempo di elaborazione, durante il quale il valore del segnale analogico è mantenuto costante. Il tempo necessario al ciclo di elaborazione determina la frequenza di campionamento, espressa usualmente in campioni al secondo (SPS, samples per second). Quindi il segnale digitale è costituito da valori discreti che possono cambiare solo in tempi discreti. In Fig. 12.22 è mostrato l effetto del tempo di campionamento. Risulta evidente come il segnale digitalizzato richieda un adeguata frequenza di campio- 12a CAPITOLO_421-496.indd 442 27/04/12 12.05

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