![](/user_photo/2706_HbeT2.jpg)
- •3. Ис. Назначение и классификация.
- •4. Ис для прямых измерений.
- •5. Статистические ис.
- •6. Системы для раздельного измерения взаимосвязанных величин.
- •7. Сак.
- •8. Общие сведения и классификация стд.
- •9. Функции, задачи стд и основные элементы технической диагностики.
- •10. Диагностические модели и методы их исследования.
- •11. Тестовые и функциональные методы диагностирования.
- •12. Распознающие измерительные системы (раи).
- •13. Телеизмерительные информационные системы (тиис).
- •15. Ивк.
- •16. Компьютерно-измерительные системы (кис).
- •17. Агрегатные комплексы технических средств.
- •18. Виды совместимостей функциональных блоков в иис.
- •20. Основные характеристики интерфейса.
- •21. Внутренние и внешние интерфейсы.
- •22. Структуры соединения фб.
- •23. Классификация интерфейсов по принципу передачи информации.
- •24. Классификация интерфейсов по способу передачи информации во времени.
- •25. Классификация интерфейсов по режиму обмена информацией.
- •26. Классификация унифицированных информационных сигналов гсп.
- •27. Унифицирующие измерительные преобразователи.
- •28.29. Преобразователь ш-78 (эп4700) ш-79 (эп4701). Устройство, принцип действия, поверка.
- •31. Блок извлечения квадратного корня бик-1. Устройство, принцип действия, поверка.
- •32. Общие сведения и основные характеристики коммутаторов.
- •33. Структуры построения коммутаторов.
- •34. Классификация средств сопряжения эвм с объектами измерения.
- •34. Комплексы связи с объектом ксо м-64.
- •36. Устройство логического управления второго уровня на базе мпк (улу2-эвм).
- •37. Ацп и цап. Их мх.
- •39. Блоки распределения унифицированного токового сигнала (брт, бгрт). Устройство, назначение, принцип действия.
- •40. Блоки распределения унифицированного токового сигнала (брт, бгрт). Поверка (калибровка).
- •41. Увк на базе микропроцессоров.
- •42. Увк на базе микроЭвм.
- •43. Увк на базе малых эвм.
- •44. Органы управления объектом исследования.
- •45. Методы и устройства регистрации измерительной информации.
- •48. Сои светоизлучающего типа.
- •49. Сои модулирующего типа.
36. Устройство логического управления второго уровня на базе мпк (улу2-эвм).
УЛУ2-ЭВМ выполняют функцию автоматизированного сбора и первичной обработки информации, используемой для контроля над технологическими процессами, функцию выдачи воздействий в дискретной форме, а также функцию обмена данными между терминальными субкомплексами и ВК. Кроме того устройства УЛУ2-ЭВМ применяются для функционально-группового управления технологическими процессами. УЛУ2-ЭВМ обеспечивают выполнение следующих функций: автоматическую загрузку программ по каналам связи от СВК при включении питания; обмен данными с СВК через концентратор по интерфейсу ИУС-2К; ввод и первичную обработку аналоговых сигналов; ввод и первичную обработку дискретных сигналов; выработку по трем каналам мажорированых по схеме 2 из 3-х управляющих дискретных сигналов; техническое диагностирование по тестам;системный контроль работоспособности и правильности функционирования.
УЛУ2-ЭВМ обеспечивают следующие метрологические характеристики: предел допустимого значения основной приведенной погрешности при доверительной вероятности Р = 0,95 не превышает: при вводе токовых сигналов 0…5мА – 0,6 , при вводе сигналов от термопар – 0,8 , при вводе сигналов от датчиков термосопротивления – 0,8 ; дополнительная погрешность, вызванная изменением температуры окружающей среды относительно 202 оС в диапазоне температур от плюс 5 до плюс 40 оС не превышает половины значения основной допустимой погрешности на каждые 10 оС; дополнительная погрешность, вызванная изменением относительной влажности окружающего воздуха в диапазоне от 40…90 , не превышает половины значения основной допустимой погрешности; дополнительная погрешность, вызванная вибрацией частотой 50 Гц и амплитудой 0,1 мм, не превышает четверти значения основной допустимой погрешности; дополнительная погрешность, вызванная воздействием помехи общего вида амплитудой 100 В или нормального вида амплитудой 10 В и частотой 50 Гц, не превышает значения основной допустимой погрешности; погрешность программной линеаризации характеристик датчиков термосопротивления и термопар не превышает 0,1 .
37. Ацп и цап. Их мх.
Основной
элемент любого устройства ввода в ЭВМ
аналоговых сигналов — аналого-цифровые
преобразователи (АЦП). В состав АЦП
входят следующие узлы: узел эталонных
величин, узел сравнения и управляющий
цифровой автомат. Аналоговый сигнал с
датчика поступает на вход сравнивающего
узла АЦП. На второй вход сравнивающего
узла в определенной последовательности
подаются эталонные величины, вырабатываемые
узлом эталонных величин. Сравнивающий
узел выдает последовательность кодовых
комбинаций, соответствующих входному
аналоговому сигналу. Преобразование
аналоговой величины в цифровой код
является измерительной процедурой. При
этом происходит замена непрерывной
величины в ближайшую фиксированную,
образованную по определенному алгоритму
с помощью меры, и считывание кода,
соответствующего этому фиксированному
значению. Выходной
сигнал АЦП является
дискретным и может быть представлен в
следующей форме:
D
= a1
2-1
+ а22-2
+
... + ап2-п
=
(Uвх
/
Uоп)
+ е,
где
а
- значения отдельных разрядов (0 или 1);
п - число
разрядов (бит)
АЦП;
иВХ
-
входное напряжение АЦП; Uon
- опорное
напряжение;
е
-
погрешность квантования.
Разрядность
АЦП выбирают таким образом, чтобы
погрешность квантования
была меньше погрешности измерения
входного аналогового напряжения.
По принципу действия и алгоритму
функционирования АЦП делятся на следующие
типы: АЦП считывания, АЦП поразрядного
типа, АЦП интегрирующего
типа.
Основные
методы аналого-цифрового преобразования:
метод
непосредственного считывания;
метод
поразрядного уравновешивания;
интегрирующий метод.
Метод
непосредственного считывания.
Этот
метод являющийся примером
параллельного преобразования,
характеризуется тем, что значения
отдельных
разрядов
аi
определяются одновременно. Этот метод
является
самым быстрым.
В основе метода лежит принцип шкалы,
аналогичный тому, который используется
при считывании измерительной информации
со стрелочного
прибора. Роль шкалы в АЦП выполняет
набор компараторов (Км),
каждый из которых сравнивает входной
сигнал со своим уровнем
квантования. Состояния компараторов
преобразуются шифратором (Ш)
в
выходной код. Метод
последовательного преобразования или
поразрядного
уравновешивания реализуется устройством
с цифровой обратной связью .
На
вход компаратора Км
поступает
входное
напряжение UBX
и
сигнал сравнения Uср,
с выхода ЦАП. Сравнивающее
напряжение повышается ступенчато. Число
ступенек подсчитывается
до тех пор, пока оба напряжения не
сравняются. Двоичный счетчик С
выполняет
роль цифрового устройства авторегулирования,
уравновешивающего
выходное напряжение ЦАП
с
входным измеряемым напряжением.
При уравнивании напряжений на выходе
счетчика (в коде ЦАП)
устанавливается
выходной код АЦП, соответствующий
входному напряжению. Алгоритм поразрядного
уравновешивания (последовательного
приближения)
заключается в следующем. Все входные
сигналы ЦАП
по очереди,
начиная со старшего, устанавливаются
в положение 1. Если при этом
выход компаратора переходит в положение
0, то соответствующий разряд также
устанавливается в 0. Этот алгоритм
реализуется аппаратно регистром
поразрядного уравновешивания, который
выпускается в виде отдельной
микросхемы.
В
противоположность параллельному
преобразованию АЦП поразрядного
уравновешивания является медленным.
Интегрирующее
АЦП составляет
особую группу преобразователей
последовательного
действия.
Метод
интегрирования не отличается большим
быстродействием, но позволяет реализовать
высокую чувствительность,
малую погрешность и хорошую
помехозащищенность. Этот метод можно
реализовать в дискретной форме в АЦП
описанных ранее типов с помощью
микропроцессора, но наилучшие результаты
по точности и чувствительности
дает сочетание аналоговых и цифровых
методов интегрирования.
Метод
двойного интегрирования.
В
АЦП последовательно интегрируется
опорное и входное напряжение.
Аналоговое интегрирование производится
на конденсаторе,
который заряжается от источника тока,
пропорционального входному
напряжению. В схему АЦП также входят
аналоговые переключатели
(П1,
П2
и ПЗ),
источник
опорного напряжения (ИОН), компаратор
(К),
счетчик импульсов (С), тактовый генератор
(Г)
и
управляющий программный
аппарат (ПА).
Опорное Uoп
и
входное UBX
напряжения
интегрируются
в противоположных полярностях.
Интегрирование опорного
напряжения производится в течение
заданного промежутка времени Т1,
измеряемого до перехода напряжения на
конденсаторе через нуль. Число
импульсов генератора во втором такте
Т2,
подсчитанное
счетчиком, пропорционально входному
напряжению, которое вычисляется по
формуле
Uвх
=
Uоп
(N2/N1),
где
N1
и N2
— числа
импульсов, подсчитанных счетчиком
соответственно в
первом и втором тактах.
Точность
метода двойного интегрирования
определяется точностью задания
опорного напряжения, быстродействием
элементов схемы и частотой генератора.
Этот метод реализован во многих цифровых
вольтметрах,
имеющих погрешность до 0,005 % и порог
чувствительности 1 мкВ.
ЦАП.
Преобразование
цифровых кодов, поступающих на ЭВМ, в
пропорциональные аналоговые сигналы
осуществляется с помощью цифроаналоговых
преобразователей (ЦАП) или преобразователей
типа код—аналог (ПКА). В ЭВМ вводятся
также сигналы дискретных состояний
объекта, поступающие с датчиков-сигнализаторов.
Существуют следующие виды ввода
дискретных сигналов: двухпозиционные,
кодированные и числоимпульсные. ЦАП
можно рассматривать как потенциометр
с цифровым управлением, задающий
аналоговые ток или напряжение, являющиеся
частью полной шкалы. Базовая схема ЦАП
состоит из источника опорного напряжения,
в качестве которого обычно используется
температурно-стабилизированный
стабилитрон, матрицы двоично-весовых
прецизионных
резисторов и набора электронных
ключей-коммутаторов. Применение матрицы
типа R-2R
является эффективным средством для
уменьшения числа номиналов используемых
сопротивлений. Основной характеристикой
ЦАП является разрешающая способность,
определяемая числом N
разрядов.Абсолютное значение минимального
выходного кванта определяется как
максимальным значением (2N
– 1) входного кода, так и максимальным
выходным напряжением ЦАП (напряжением
шкалы). Наличие погрешностей в узлах
ЦАП и шумов приводит к отличию реального
значения разрешающей способности от
теоретического значения. Точность ЦАП
определяется значениями абсолютной
погрешности, нелинейностью и
дифференциальной нелинейностью.
Абсолютная погрешность представляет
собой отклонение значения выходного
напряжения (тока) от номинального.
Абсолютная погрешность обычно измеряется
в единицах младшего разряда (ЕМР).
Нелинейность прибора характеризует
идентичность минимальных приращений
выходного сигнала во всем диапазоне
преобразования и определяется как
наибольшее отклонение выходного сигнала
от прямой линии, проведенной через нуль
и точку максимального значения выходного
сигнала. Нелинейность не должна выходить
за пределы
0,5
ЕМР.Метрологические
характеристики АЦП и ЦАП.
Система
метрологических параметров преобразователей,
отражающая особенности их построения
и функционирования объединяет несколько
десятков параметров, важнейшими из
которых являются:
число
разрядов N – количество разрядов кода,
связанного с аналоговой величиной,
которое может воспринимать ЦАП или
вырабатывать АЦП;
абсолютная
погрешность преобразования в конечной
точке шкалы – отклонение значения
входного для АЦП и выходного для ЦАП
напряжения от номинального значения,
соответствующего конечной точке функции
преобразования (часто эта погрешность
называется мультипликативной);
дифференциальная
нелинейность – отклонение разности
двух аналоговых сигналов, соответствующих
двум соседним кодам, от значения ЕМР;
время
установления выходного напряжения –
интервал времени от момента заданного
изменения кода на входе ЦАП до момента,
при котором выходное аналоговое
напряжение войдет в зону шириной в одну
ЕМР, симметрично расположенную
относительно установившегося значения;
время
преобразования – интервал времени от
момента заданного изменения сигнала
на входе АЦП до появления на его выходе
соответствующего устойчивого кода.