border=0


border=0

Prístroj a princíp činnosti digitálnych meracích prístrojov

<== predchádzajúci článok | nasledujúci článok ==>

Podľa princípu prevádzky a dizajnu sú digitálne zariadenia rozdelené na elektromechanické a elektronické. Elektromechanické zariadenia majú vysokú presnosť, ale nízku rýchlosť merania. Elektronické zariadenia využívajú modernú elektronickú základňu. Napriek obvodovým a konštrukčným vlastnostiam je princíp zostavenia DSP rovnaký.

Obr. 8.1 Bloková schéma DSP.

Nameraná hodnota (X) ide do vstupného zariadenia VU zariadenia, kde je signál upravený na mierku, potom ide do analógovo-digitálneho prevodníka (ADC), kde je analógový signál prevedený na zodpovedajúci kód, ktorý je zobrazený v zodpovedajúcom kóde, ktorý je zobrazený ako numerická hodnota na digitálnom čítacom zariadení (DOC). Na prijímanie všetkých riadiacich signálov v digitálnom zariadení je k dispozícii ovládacie zariadenie. Vstupné zariadenie je konštruované podobne ako elektronické zariadenie a v niektorých uskutočneniach sa na jeho vstup používa filter na odstránenie rušenia.

V závislosti od spôsobu analógovo-digitálnej konverzie sú zariadenia rozdelené na priame konverzné a kompenzačné zariadenia (s vyrovnávacou konverziou).

Činnosť zariadení na digitálne sériové počítanie je založená na princípe postupnej aproximácie hodnoty referenčného signálu generovaného prístrojovým obvodom k hodnote nameraného signálu.

V sekvenčnej aproximačnej DSP sa nameraná hodnota postupne porovnáva so známou kvantizovanou hodnotou, ktorá sa mení podľa určitého algoritmu.

V čítacom centre sa súčasne meria fyzikálna veličina s vopred určeným súborom hodnôt referenčných signálov.

Obrázok ukazuje grafy, ktoré odrážajú princíp činnosti uvažovaných typov DSP.

Obr. 8.2 Princípy konverzie meraného signálu na DSP.

Hlavnými prvkami DSP sú spúšťače, dekodéry a signálne indikátory. Digitálne čítacie zariadenie tvorí niekoľko ikonických indikátorov. V digitálnom analógovom prevodníku je na rozdiel od analógu povinným prvkom obvodu ADC a digitálne čítacie zariadenia (DPC). Konštrukcia obvodu DSP je určená typom ADC.

Existujú tri hlavné typy ADC: integračné, sériové a paralelné .

Integrovaný ADC priemeruje vstupný signál v priebehu času. Z uvedených troch typov je to najpresnejšia, hoci najpomalšia. Doba konverzie integrujúceho sa ADC je v rozsahu od 0,001 do 50 s alebo viac, chyba je 0,1 - 0,003%.

Chyba ADC pri postupnej aproximácii je o niečo väčšia (0,4 - 0,002%), ale doba konverzie je od ~ 10 μs do ~ 1 ms.

Paralelné ADC sú najrýchlejšie, ale zároveň najmenej presné: ich čas konverzie je rádovo 0,25 ns, chyba je od 0,4 do 2%.

Signál je vzorkovaný v čase jeho rýchlym meraním v jednotlivých časových bodoch a podržaním (uložením) nameraných hodnôt za čas, kedy sú prevedené do digitálnej formy. Sekvencia získaných diskrétnych hodnôt môže byť zobrazená na displeji vo forme tvaru vlny. Vynásobením týchto hodnôt a sčítaním môžete vypočítať priemernú strednú štvorcovú hodnotu signálu. Môžu sa tiež použiť na výpočet času nábehu, maximálnej hodnoty, priemeru času, frekvenčného spektra atď. Vzorkovanie času sa môže vykonať buď pre jednu signálnu periódu („v reálnom čase“) alebo (s postupným alebo ľubovoľným vzorkovaním) pre sériu opakujúcich sa období.

Najdôležitejšie vlastnosti DSP zahŕňajú: rozlíšenie, vstupný odpor, rýchlosť (počet meraní za sekundu), presnosť (blízkosť výsledku k skutočnej hodnote), odolnosť proti šumu.

Výhody DSP: vysoká citlivosť a presnosť meraní, pohodlie čítania údajov, schopnosť diaľkovo prenášať informácie o meraní, možnosť kombinácie s počítačmi a inými automatickými zariadeniami, vysoká odolnosť proti šumu.

Nevýhody : zložitosť zariadení, vysoká cena, nízka spoľahlivosť.

Vyhliadky na vývoj DSP: Dosiahnutá úroveň metrologických charakteristík vo všeobecnosti spĺňa požiadavky praxe a približuje sa k charakteristikám príslušných noriem, preto hlavným cieľom vývojárov je zlepšiť spoľahlivosť DSP a vytvoriť zariadenia s pokročilou funkčnosťou, ktoré poskytujú spotrebiteľom maximálnu prevádzkovú vybavenosť, ktorá je spojená s rozšíreným používaním mikroprocesorovej technológie. ,

Ako príklad implementácie metódy sekvenčného počítania v DSP môžeme považovať zariadenie a princíp frekvenčného merača.

Hlavnými štrukturálnymi prvkami takýchto digitálnych meracích prístrojov sú:

GISCH - generátor impulzov so stabilizovanou frekvenciou;

K je kľúč;

PU - odpočítavacie zariadenie;

Tg - trigger;

ОУ - čítacie zariadenie;

Ф - pulzný tlmič;

BVVI - blokové pridelenie časových intervalov;

GLIN - lineárne sa meniaci generátor napätia:

VU - výpočtové zariadenie;

SU - porovnávacie zariadenie atď.

Napríklad vyššie uvedené obrázky ukazujú štruktúrne diagramy niektorých typov DSP.

a)

b)

c)

Obr. 8.3 Štrukturálne schémy DSP určené na meranie napätia (a), trvania časových intervalov a frekvencie opakovania impulzov (b), fázového rozdielu signálov (c).

Použitie mikroprocesorových systémov v meracích prístrojoch môže výrazne zvýšiť ich presnosť, rozšíriť možnosti a zjednodušiť riadenie procesu merania, automatizuje kalibráciu a overovanie prístrojov, umožňuje vykonávať výpočtové operácie, vytvárať plne automatizované prístroje.

Napríklad DSP využíva schopnosť MP obnoviť svoju štruktúru a meniť funkcie vykonávané pod kontrolou vydaných príkazov, čo ho robí univerzálnym. S ich pomocou môžete nielen automaticky zvoliť limit merania, ale tiež zmeniť štruktúru zariadenia pri meraní PV podľa určitého algoritmu. V takom prípade môže MP prístroja vykonávať nasledujúce funkcie:

· Riadenie procesov ADC;

· Riadenie prevádzky FV prevodníkov;

· Automatický výber meracích limitov;

· Ovládanie rozhrania prístroja;

· Správa ukazovateľov;

· Diagnostika porúch;

· Spracovanie informácií o meraní za účelom zlepšenia metrologických charakteristík atď.

Výkonnosť rôznych funkcií zabezpečuje zlepšenie technických a ekonomických ukazovateľov zariadení, čo umožnilo vytvoriť novú triedu digitálnych programovateľných viackanálových IP adries schopných konvertovať, spracovať a zobraziť polia analógových a digitálnych informácií vysokou rýchlosťou.

CPU s MP sú postavené na blokovej báze, čo vám umožňuje zmeniť ich štruktúru a možnosti. Pozostávajú z týchto hlavných jednotiek: prepínače, ADC, MP, RAM, ROM, konzola operátora, moduly na prepojenie s externými zariadeniami a počítačmi. Môžu obsahovať desiatky a stovky meracích kanálov vypočúvaných s premenlivou rýchlosťou.

Prístrojový program zabezpečuje vykonávanie základných úloh merania, spracovania a prezentácie informácií o meraní. Toto je napríklad:

· Škálovanie;

· Linearizácia charakteristík snímačov;

· Výpočet extrémnych a priemerných hodnôt;

· Porovnanie s nastavením;

· Kompresia údajov;

Automatická kalibrácia

· Sebakontrola základných funkcií.

Ako vstavané prostriedky na zobrazovanie a zaznamenávanie informácií sa používajú multidigitálne digitálne ukazovatele, videoprezentácie, tlačové zariadenia atď.

Program je možné zadať z diaľkového ovládača, z magnetických a iných pamäťových médií. Zariadenia sa líšia v miere zložitosti, výkonu, údržby, nákladov.

<== predchádzajúci článok | nasledujúci článok ==>





Prečítajte si tiež:

Telemetrické systémy

Meracie zosilňovače

Metódy merania

Matematické modely a algoritmy merania

Meranie nelineárneho skreslenia

Metódy a prostriedky merania elektrických veličín. literatúra

Hlavné komponenty IMS

Meranie krokov transformácie

Zariadenia na štúdium parametrov elektrických signálov

Všeobecné charakteristiky elektromechanických meracích prístrojov

Meranie parametrov prvkov elektrického obvodu

Princíp fungovania elektromechanických ohmmetrov

Klasifikácia elektronických meracích prístrojov

Štatistické štatistické systémy

Všeobecné charakteristiky metód a metód merania

Späť na obsah: Metódy a prostriedky merania elektrických veličín

Pozreté: 21212

11.45.9.25 © edudocs.pro Nie je autorom publikovaných materiálov. Poskytuje však možnosť bezplatného použitia. Došlo k porušeniu autorských práv? Napíšte nám | Spätná väzba .