3.4 Выбор модуля ацп

В качестве модуля АЦП для целей диагностики воспользуемся стандартным модулем Е14-440. Модуль E14-440 является современным универсальным программно-аппаратным устройством для использования со стандартной последовательной шиной USB и предназначен для построения многоканальных измерительных систем ввода, вывода и обработки аналоговой и цифровой информации в составе персональных IBM-совместимых компьютеров. Следует также отметить, что модуль Е14-440 внесен в Государственный реестр средств измерений.

На модуле установлена одна микросхема АЦП, на вход которой при помощи набора коммутаторов может быть подан усиленный сигнал с одного из 16 или 32 аналоговых каналов на внешнем разъёме. Типовые характеристики всего входного аналогового тракта приведены в нижеследующей таблице.

Таблица 3.2.

Параметры входного аналогового тракта

Тип модуля	E14-440
Количество каналов	16 дифференциальных или 32 с общей землей
Разрядность АЦП	14 бит
Диапазоны входного сигнала	±10 В; ±2.5 В; ±0.625 В; ±0.156 В
Напряжение синфазного сигнала	±10 В (не зависит от диапазона)
Разрядность, рассчитанная по отношению сигнал/шум на заземленном входе PGA при частоте АЦП 400 кГц	Усиление 1 13.8 бит Усиление 4 13.8 бит Усиление 16 13.5 бит Усиление 64 13.0 бит
Разрядность, рассчитанная по отношению сигнал/(шум + гармоники) полученная при оцифровке синусоидального сигнала час-той 10 кГц с амплитудой 2.5 В при частоте запуска АЦП 400 кГц	Усиление 4 13.2 бит
Время преобразования	2.5 мкс
Входное сопротивление при одноканальном вводе	Не менее 1 МОм
Максимальная частота преобразования	400 кГц
Защита входов	При включенном питании ±30 В При выключенном питании ±10 В
Интегральная нелинейность преобразования	макс. ±1.5 МЗР
Дифференциальная нелинейность преобразования	Макс. –1 до +1.5 МЗР
Смещение нуля без калибровки	Макс ±4 МЗР
Межканальное прохождение на частоте сигнала 10 кГц при коэффициенте усиления ‘1’ и макс. частоте запуска АЦП	-78 дБ

3.5 Разработка блок-схемы алгоритма диагностирования

На основании теоретических данных и проделанных экспериментов можно составить блок-схему алгоритма диагностирования (рис. 3.6).

Рис. 3.6 Блок-схема алгоритма диагностирования

3.6 Выбор программного обеспечения

Для модуля АЦП Е-14-440 используются 2 версии программного обеспечения: бесплатный начальный вариант LGraph2 либо коммерческий вариант Комплекс «ACTest©».

Программа имеет удобный графический многооконный интерфейс. Позволяет одновременно просматривать и сохранять данные с выбранных каналов АЦП указанное время, формировать файлы данных, экспортировать результаты в текстовый файл, просматривать сигналы в режиме «лупы», получать спектральные характеристики сигнала, строить гистограммы сигнала, редактировать данные (удалять блоки и сохранять их в отдельный файл). Возможен режим нормирования шкалы с учетом измеряемой физической величины. ПО позволяет работать со следующими устройствами сбора данных E14-140, E14-440, E-154, E20-10, L-783-86, L-780M, L-761-85.

Комплекс «ACTest©» предназначен для автоматизации работ на исследовательских, испытательных, технологических и контрольно-диагностических установках. Функционирует на РС-совместимом компьютере, оснащенном средствами сбора данных. Возможности комплекса по количеству, составу и характеристикам измерительных каналов зависят от использованных устройств сбора данных и производительности компьютера.

Программное обеспечение (ПО) комплекса позволяет осуществлять настройку сценариев эксперимента, хранение и поиск нужного сценария в базе данных, проводить измерения в реальном масштабе времени с одновременной архивацией и визуализацией экспериментальных данных, просматривать и анализировать результаты. В реальном масштабе времени производится первичная математическая обработка и допусковый контроль значений измеряемых параметров. Вся информация сохраняется в формате базы данных и доступна для последующей обработки и анализа.

В состав комплекса входит ПО вторичной обработки и визуализации результатов измерений. ПО комплекса выполнено по модульному принципу

(рис. 3.7) и включает:

Рис. 3.7 Структура программного обеспечения компалекса «ACTest©»

- модуль подготовки и проведения эксперимента «©-Composer» для создания, изменения, поиска, хранения и запуска сценариев экспериментов;

- модуль реального времени. Имеет две независимые подсистемы: «ACTest©-Registrator» – сбор и регистрация в реальном времени, включая программы первичной обработки, и «ACTest©-Visualizer» – средства визуализации. Обе подсистемы способны работать как единое целое на одном компьютере или по отдельности на различных компьютерах.

- модуль послесеансной обработки данных «ACTest©-Analyzer» для обработки и анализа результатов, включая программы математической обработки, а также различные варианты экспорта и импорта данных.

В состав комплекса входят модули, обеспечивающие выполнение дополнительных функций: сетевой обмен, сквозную калибровку измерительных каналов, архивацию, проигрывание и экспорт/импорт данных. Комплекс может функционировать как на одиночном компьютере, так и с использованием клиент-серверных технологий в рамках распределенной системы сбора и обработки данных.

Состав аппаратной части комплекса подбирается, исходя из требований задачи. ПО позволяет работать с устройствами сбора данных различных производителей, в частности: L-Card: L-761, L-780, L-783, L-791, L-1221, L-1250, E-140, E-440, E-270, крейтовые системы LTC и H-2000; - Центр АЦП: ЛА-2M5, ЛА-4, ЛА-7, ЛА-1,5PCI, ЛА-н10М6(7), ЛА-н10М6(7)PCI, ЛА-3USB, ЛА-10USB; - Fastwell: UNIO96-5, UNIO48-5, AI16-5A, AI8S-5A.

• National Instruments: устройства, поддерживаемые NI DAQ.

• Устройства, подключаемые по интерфейсам КОП (МЭК-625, IEEE-488), СОМ (232/485), USB, ARINC (ГОСТ18977-79), MIL-STD-1553B (ГОСТ 26765.52-87).

Стоимость ACTest –систем может варьироваться в пределах 15000-450000 рублей в зависимости от сложности поставленных задач.

Комплекс «ACTest©» не требует аппаратного ключа, привязан к конкретным экземплярам подсистемы сбора данных (ПСД) и может работать на любом компьютере, на котором установлены данные ПСД.