3.4 Узгодження пвп фізичних величин з еом

У новостворених інформаційно – вимірювальних комплексах та в автоматичних системах нерідко конструктори з'єднують ПВП з мікро – ЕОМ.

Але вихідні сигнали багатьох ПВП є аналоговими величинами, незручними для обробки у пристроях сучасної цифрової інформаційної техніки. Вони є дуже різноманітні, але найчастіше вони становлять зміни напруги, електричного струму, електричного опору, частоти струму, тощо. Деякі типові схеми з'єднань ПВП з мікро – ЕОМ зображені на рисунку 3.6.

Рисунок 3.6 – Типові схеми з'єднання ПВП з мікро – ЕОМ з використанням:

а – АЦП; б – перетворювача "напруга - частота";

в – попередньої обробки з АЦП

Для обробки аналогових вихідних сигналів ПВП на ЕОМ їх попередньо перетворюють до вигляду, який може сприйняти ЕОМ. З цією метою використовують спеціальні узгоджувальні пристрої, які називають периферійними пристроями ЕОМ або інтерфейсами. За допомогою них аналогові вихідні сигнали ПВП перетворюють у цифрові кодовані сигнали, які ЕОМ здатні сприймати і швидко обробляти, а також інтерфейси узгоджують ПВП та ЕОМ за діапазонами значень сигналів, швидкістю їхньої передачі й за іншими параметрами.

На рисунку 3.7 подано структурну схему інформаційної частини автоматичної системи з ВП і мікро – ЕОМ.

Рисунок 3.7 – Структурна схема інформаційної частини автоматичної системи з ПВП і мікро – ЕОМ

На цій схемі мікро – ЕОМ подано мікропроцесором з трьома шинами сигналів. Інші вузли належать до інформаційного узгодження між ПВП та ЕОМ. Вторинні перетворювачі інформаційних сигналів служать для нормування каналового сигналу (підсилення, зменшення вихідного опору, тощо). При великій кількості ПВП використовують мультиплексор для з'єднання ПВП з наступними блоками. Для правильного перетворювання у цифрову форму вихідних сигналів ПВП, які швидко змінюються, використовують схему вибірки – запам'ятовування. Для узгодження вихідних сигналів АЦП із входом ЕОМ використовують програмовані інтерфейси.

Є ПВП з аналоговими вихідними сигналами (струм, напруга, тощо), з цифровими сигналами, бінарними, квазіцифровими, з вихідними сигналами у вигляді зміни частоти, кількості імпульсів, часового інтервалу. Тому перед введенням до ЕОМ таких сигналів, їх треба попередньо обробити , довівши їх до одного стандартного вигляду за допомогою типових схем обробки вихідних сигналів ПВП (підсилювачі, перетворювачі вихідного опору, фільтри, схеми лінеаризації, тощо).

Останнім часом випускають АЦП з інтерфейс ним виходом та ЕОМ із вмонтованими АЦП і всіма узгоджувальними схемами. Розвивається випуск інтелектуальних ПВП із вмонтованими АЦП та інтерфейсами. За допомогою обробки сигналів ПВП у ЕОМ за спеціальними програмами можна реалізувати програмними методами різні додаткові перетворення, які розширюють можливості ПВП. Програмні перетворення в багатьох випадках є зручнішими, ніж апаратні. Подібні перетворювання здійснюють двома способами.

Перший заснований на перетворюваннях вхідних сигналів, які надходять до ЕОМ. Необхідну корекцію даних введених до ЕОМ від ПВП виконують за допомогою обчислювальних операцій. Другий спосіб пов'язаний з табличними перетворюваннями і використовується для перетворювань, які потребують великої швидкості обчислювальних операцій. При цьому методі програмна пам'ять не використовується, але потрібна значна ємність пам'яті для констант перетворювання.

За допомогою ЕОМ можна автоматично змінити діапазон перетворюваних фізичних величин, можна здійснювати диференціювання або інтегрування вихідного сигналу, а також можна зменшити вплив ймовірних завад перетворюванням, усереднюючи результати ряду перетворювань; статично обробляти сигнали ПВП для прийняття рішень.

Таблиця 3.1 – класифікація найчастіше використовуваних вихідних сигналів ПВП

Види сигналів		Характеристика сигналів
		Спосіб модуляції	Назва сигналу	Приблизні кількісні характеристики, вигляд сигналу
Безпере-рвні у часі	Тиск газу, рідини	За амплітудою (амплітудна)	Аналогові сигнали
	Сила електричного струму		Пневматичний	(1,96...9,8)∙104 Па
			Електричного струму	0…1 мА 0…5 мА 0…10 мА 0…20 мА
	Напруга постійного електричного струму		Напруги електричного струму	0…0,1мВ 0…20,0 мВ 0…50,0 мВ 0…1 В 0…10 В 0,5…0…0,5 В 1…0…1 В
	Напруга змінного електричного струму	За частотою (частотна)	Частотний	0…10 Гц 0…100 Гц 0…200 Гц 100…2000 Гц 1000…2500 Гц
	Імпульси постійного струму (відеоімпуль-си), змінного струму (радіоімпульси)	За амплітудою імпульсу	Амплітудно – імпульсної модуляції
Дискре-тні у часі		Дискретні сигнали
		За тривалістю імпульсу	Широтно – імпульсної модуляції
		За фазою імпульсу	Фазо – імпульсної модуляції
Цифрові		За кількістю імпульсів	Кількісно – імпульсного коду
		За комбінацією імпульсів у пакеті	Цифрового коду