НОРМИРУЮЩИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ
Сигналы, вырабатываемые датчиками, не всегда можно напрямую передать устройствам обработки и хранения данных без дополнительного преобразования. Для этих целей применяют нормирующие преобразователи. Именно они являются тем связующим звеном между огромным миром датчиков и исполнительных устройств и системами сбора данных и управления.
Нормирующие преобразователи (нормализаторы) — это устройства, преобразующие сигналы от датчиков в сигналы унифицированных диапазонов, принятых в системе ГСП. Для аналоговых сигналов такими диапазонами являются, как правило, 0...5 В, 0...10 В, 0...20 мА, 4...20 мА, либо токовая петля. Для дискретных — сигналы TTL-уровня в диапазоне 0...5 В.
Основной структурной единицей любой измерительной системы является измерительный канал, выполняющий законченную измерительную функцию, предусмотренную алгоритмом его функционирования. Нормирующие преобразователи составляют неотъемлемую часть структуры измерительного канала, обеспечивая информационную совместимость системы посредством унификации входных и выходных сигналов и применением стандартных интерфейсов. Таким образом, от того, насколько качественным и надежным будет нормализатор, насколько полно он будет выполнять свои функции, зависит качество всей измерительной системы.
Нормирующие преобразователи фирмы
Dataforth
Основные свойства нормирующих преобразователей Dataforth:
—одно- и многоканальные;
—с фиксированными и програмно настраиваемыми диапазонами;
— трехуровневая гальваническая изоляция до 1500 В действующего значения;
—точность измерения ±0,01...0,05%;
—5...7-полюсный входной фильтр;
—улучшенная линеаризация;
—коэффициент подавления помех общего вида 160 дБ;
—коэффициент подавления помех нормального вида 80 ...95 дБ
—усиление и аттенюация сигналов различных диапазонов;
—защита от скачков напряжения;
—низкий уровень шума на выходе;
—высокая стабильность измерений в течение длительного времени;
—питание 5 В или 15...30 В постоянного тока;
—уменьшенное энергопотребление;
—диапазон рабочих температур -40...80°С
—крепление на DIN-рейку, установка на кросс-плату или в арматуру датчика;
—отсутствие необходимости перекалибровки;
—100% выходной контроль в течение 48 часов.
Перспективное развитие датчиков
•Формирование стандартных цифровых выходов датчика
•Расширение функций контроля и видов выходных сигналов
датчика
•Использование принципов модульной сборки датчиков
•Расширение применяемых методов измерения
•Построение мультисенсорных датчиков
•Повышение надежности датчиков
•Реализация в датчиках типовых функций управления
•Дальнейшее развитие интеллектуальных свойств датчиков
ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ
Со временем датчики становятся все более многофункциональными средствами автоматизации, для которых сам термин «датчик» становится все
более неполным и условным. В настоящее время рядом ведущих производителей датчиков проводятся перспективные разработки, существенно усложняющие реализуемые в датчиках функции и повышающие их уровень «интеллектуальности». К таким разработкам относятся:
—создание адаптивных датчиков (датчиков, которые в зависимости от текущих свойств измеряемого сигнала автоматически изменяют диапазон измерения);
—создание датчиков, прогнозирующих значения измеряемых величин;
—создание датчиков, имеющих достаточно объемные собственные хранилища измеряемой информации и производящих достаточно сложную и объемную обработку данных измерения;
—создание датчиков со все более полной самодиагностикой. В частности,
создание датчиков, сообщающих не только об уже возникших сбоях и неисправностях, но и выдающих прогноз по их возможной некорректной работе и дающих рекомендации по техобслуживанию;
— создание датчиков, выполняющих все больший объем расчетов необходимых показателей контролируемого процесса, обнаружение в нем заданных событий и осуществление различных законов регулирования и логического управления.
БЕСПРОВОДНЫЕ СИСТЕМЫ СБОРА И ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ
В настоящее время все большую популярность завоевывают беспроводные системы сбора и передачи информации, в которых объединены GSM-модули, устройства сопряжения с датчиками, микропроцессорное ядро, интерфейс связи с устройствами передачи данных. Такие системы позволяют контролировать объекты и собирать информацию, как по определенному графику, так и в аварийном режиме.
СИСТЕМЫ СБОРА ДАННЫХ НА ОДНОМ КРИСТАЛЛЕ
В России и за рубежом для сбора и обработки сигналов
датчиков успешно используются специализированные микроконверторы серии ADuC компании Analog Devices.
Одной из последних разработок является микроконвертор второго поколения ADuC831BS.
Вэтом устройстве применен 12-разрядный АЦП, имеющий скорость до 247 килопосылок в секунду, входное УВХ и дополнительный восьмиканальный мультиплексор.
Интегральная нелинейность АЦП равна 1 МЗР (младший значащий разряд)
отношение сигнал/шум порядка 71 дБ.
Кроме того, АЦП может работать на максимальной скорости в режиме прямого доступа в память внешнего ОЗУ (DMA), минуя ядро микроконтроллера.
Микроконвертор ADuC
ADuC831BS
Микроконвертор имеет два 12-битных ЦАП с выходом по напряжению 0...5В или от 0 до опорного напряжения и два 16-битных ШИМ- генератора, которые могут быть переключены в режим сигма-дельта ЦАП. Микроконверторы серии ADuC831BS содержат встроенный датчик температуры и источник опорного напряжения.
Ядро х52, работающее на частоте до 16 МГц, имеет дополнительно два указателя DPTR, расширенный 11-битный указатель стека, таймер-счет чик интервалов (TIC), дополнительный таймер для управления UART, интерфейсы SPI и I2С. Для основного программного обеспечения отведено 62 Кб флэш-памяти, а для программ пользователя предусмотрено 4 Кб флэш и 2 Кб ОЗУ.
Архитектура ядра этого семейства максимально оптимизирована для программирования на Си, и имеет поддержку для программных пакетов разработчиков типа Keil. Отладочный интерфейс ADuC831BS позволяет корректировать коды и программировать контроллер без использования дополнительного оборудования непосредственно в конечном устройстве.
МСТ/МЭМС
Микросистемная техника (МСТ) — это научно- техническое направление, цель которого — создание в ограниченном объеме твердого тела или на его поверхности микросистем, представляющих собой упорядоченные композиции областей с заданным составом, структурой и геометрией.
Статическая или динамическая совокупность этих систем обеспечивает генерацию, преобразование, передачу
энергии и движения в интеграции с процессами восприятия, обработки, трансляции и хранения информации при выполнении запрограммированных операций и действий в требуемых условиях эксплуатации с заданными функциональными, энергетическими, временными и надежностными показателями.
выполнять все или часть
Технология iMEMS®
integrated Micro Electro Mechanical System – интегральные микроэлектромеханические системы
Технология iMEMS®
integrated Micro Electro Mechanical System – интегральные микроэлектромеханические системы