Датчики.

Для электрических схем отношение Uситнала/Uшума 10; для оптической системы соответственно-6.

Объект управления (ОУ) выдает регулирующие параметры в виде различных типов энергий.

Датчик преобразует энергию регулируемого параметра в электрический сигнал. Значение регулируемого параметра может передаваться в виде параметров электрического сигнала: напряжения, силы тока, частоты, фазы, длительности импульса и т.д.

Для преобразования аналогового сигнала, а обычно датчик является аналоговым, необходимо обеспечить частоту выборок аналогового сигнала и поддержание выбранного значения напряжения на время, необходимое для преобразования в аналогово-цифровом преобразователе (АЦП), для этого используются схема выборки и хранения (СВХ).

Т.к. коэффициент преобразования датчика никогда не равен 100, то величина аналогового сигнала с выхода СВХ имеет значение порядка мВт, поэтому требуется усилитель, усиливающий аналоговый сигнал до уровня, необходимого для используемого АЦП.

Схема Включения- нужна для MAX использования напряжения сигнала (Uс), обычно это режим холостого хода (ХХ). С этой целью могут быть использованы мостовые схемы и включения на операционный усилитель (ОУ).

Для быстро протекающих процессов используют несколько АЦП для различных параметров ОУ, поэтому для подключения АЦП к МПС используют мультиплексор. Для медленных процессоров используют в начале аналоговый коммутатор (АК), далее АЦП.

Обычно АЦП имеют выходные регистры, поэтому данные с АЦП подключают к шине данных (ШД). Для управления обменом информацией с АЦП идет сигнал о готовности к обмену, а с МПС - сигнал разрешения. Т.к. обработка полученной информации происходит по заранее написанной программе, то необходимо место для ее хранения. Им служит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

В информационных и контролирующих системах используется дисплей, цифропечатающее устройство или же семисегментные индикаторы, которые подключаются к МПС через дешифраторы адреса.

В регулирующих системах выходная информация МПС преобразуется в аналоговый сигнал посредством цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Далее усилитель мощности (УМ) усиливает электрический сигнал до необходимого уровня регулирующего элемента (РЭ).

Регулирующий элемент преобразует электрический сигнал в необходимый вид энергии для объекта управления (ОУ), т.е. для обеспечения заданного закона регулирования.

Принцип построения измерительных систем на базе мп.

1. Постановка задачи вытекает из технических требований технологического процесса и оборудования, входящего в технологическую линию. При этом у исполнителя должна быть полная ясность при выполнении данной задачи. Это обеспечивает выбор комплекта МПС. Для обеспечения выполняемой задачи необходимо определить поток информации, который возможно будет существовать при обмене между периферийными устройствами и элементами МПС.

Существует два типа обмена информацией:

• между внешними устройствами через интерфейс связи с МП;

• между внешними устройствами через интерфейс прямого доступа к памяти с областью ПЗУ, отведенной для режима ПДП.

Включение режима ПДП с МПС влечет за собой большой поток информации, измеряемой кБайтами, с высокой скоростью обмена. Это усложняет схемотехническое решение МПС, поэтому на подготовительном этапе по разработке МПС необходимо конкретно рассчитать объем и скорость передачи информации. Объем информации определяется скоростью протекания физических процессов и требованиями к точностным характеристикам технологического процесса.

Повышение точности ведет к увеличению разрядности АЦП и, соответственно, к увеличению объема информации. Если мы используем восьмиразрядный процессор в точных системах измерения используется побайтный обмен информацией, в результате поток информации увеличивается вдвое. В этом случае границей является 1-я погрешность измерения.

Пример: при точности измерения температуры в 1С имеет 40 ступенек. Изменение цифровой информации происходит на выходе измерителя температуры. В этом случае погрешность измерения 2.5 и при выходном напряжении АЦП 10В шаг преобразования составляет 400 mВ. При оценке возможной схемотехнической реализации МПС возникает задача математического моделирования или описания системы. Это описание позволяет производить расчет показателей качества и устойчивость САУ.

2. Разработка алгоритма вычисления.

Этап разработки алгоритма проведения расчета и измерения входной информации требует описания блоков, входящих в данный алгоритм.

1. -блок инициализации системы при включенном напряжении источника питания.

2. -проверка работоспособности терминала №1 и, если необходимо, обмен информацией с ним.

3. -если в системе существуют другие терминалы, а под терминалом понимаются внешние устройства, необходимо проверить их работоспособность и при необходимости обменяться и ними информацией.

4. -прочитать входную информацию всех линий связи и произвести вычисления.

5. -вычислить новое значение управляющих сигналов и передать их на выходные линии. В случае измерительной системы выходная информация подается на регистрирующее устройство (дисплей, ПЗУ, ЦПУ).

6. -конец.

Для повышения точности измерений существуют методы статистической обработки входной информации. С этой целью организуется цикл. Для организации цикла задается число измерений и метод статистической обработки.

iзад - заданное число измерений; i - текущее число измерений.

В случае многоканальных измерительных систем производят мультиплексирование входной информации. Это делается либо в аналоговой форме входного сигнала (аналоговом канале), либо в цифровом канале. Аналоговый мультиплексор - аналоговый коммутатор.

Адрес выбираемого измерительного канала задается МП; в зависимости от числа каналов используют 2,3 линии адресной шины и через и через дешифратор адреса подают на соответствующий ключ: цифровой или аналоговый.