2 Структурная схема и алгоритм работы цифрового регистрирующего прибора
Проектируемое в курсовом проекте цифровое регистрирующее устройство может быть выполнено по структурной схеме, представленной на рис.1. В общем случае, измерение осуществляется измерительным датчиком. Тип датчика определяется физической сущностью регистрируемой величины S1 (температура, давление, расход жидкости, сила тока, частота вращения, и т.д.). Поскольку выходной сигнал датчика UД имеет малое значение напряжения (обычно до десятков мВ), а АЦП для своей работы требует сигнала в единицы вольт, то между датчиком и АЦП включается масштабирующий усилитель с коэффициентом усиления КU. Обычно в качестве такого усилителя используются прецизионные инструментальные усилители с высокой температурной и временной стабильностью.
Аналоговый непрерывный сигнал от датчика, после масштабирования величиной UA, поступает на АЦП – аналого-цифровой преобразователь, который преобразовывает величину аналогового сигнала UA в двоичный цифровой код. Для выполнения такого преобразования на вход АЦП поступает также стабильное опорное напряжение UО, которое формируется источником опорного напряжения ИОП.
Цифровая часть устройства состоит из дешифратора DC 2/2-10, преобразующего двоичный код АЦП в двоично-десятичный код управления.
Этот код затем преобразуется в семисегментный код управления цифровым индикатором с помощью дешифратора DC 2-10/7 и далее поступает на соответствующие семисегментные индикаторы. В качестве семисегментных индикаторов могут быть использованы светодиодные, электролюминесцентные или газоразрядные индикаторы.
К
роме
того, предусмотрена схема задания и
контроля границ области рабочих значений
измеряемого параметра и индикации его
отклонения за установленные значения.
Эта схема содержит параллельный цифровой
компаратор, на один вход которого
поступает входной двоично-десятичный
код с преобразователя DC
2/2-10, а на другой вход с блока задания
границ подаются двоично-десятичные
коды, соответствующие верхней и нижней
границам области допустимых значений
измеряемого сигнала.
Цифровой компаратор вырабатывает три логических сигнала, соответствующие нормальному значению входной регистрируемой величины, "меньше нормы" и 'больше нормы". В качестве световых индикаторов здесь могут быть использованы сигнальные лампы или светодиоды.
Общим узлом для всех блоков цифровой части устройства является си тема управления и сброса. В общем случае она реализует некоторую переключательную функцию, инициализирующую работу устройства и осуществляющую сброс в нулевое состояние цифровых и счетных схем. Переключательная функция схемы управления задается в техническом задании и является функцией 5 переменных, если переключательная функция реализуется на мультиплексорах или дешифраторах, либо она является функцией 4 переменных, если переключательная функция реализуется на логических элементах.
Вариант алгоритма работы цифрового регистрирующего прибора согласно рассмотренному варианту структурной схемы приведен на рис.2.