Завдання та порядок виконання роботи

1. Вивчити принцип дії, характеристики та принципову схему за технічним

описом приладу Е8-4.

2. Провести аналіз послідовних перетворень вимірювального сигналу по

структурній схемі приладу.

3. Провести вимірювання ємностей різних номіналів та .

Контрольні запитання

1. Пояснити структурну схему приладу Е8-4.

2. Зобразити вимірювальне коло трансформаторного містка та пояснити принцип вимірювання.

3. Розрахувати за правилами Кірхгофа вимірювані величини ємності та тангенсу кута діелектричних втрат.

ЛІтература

1. Орнатский Н.П. Автоматические измерения и приборы.

К.: - Вища школа. - 1980.

Вивчення автоматичного фотометра ТеоретиЧнІ вІдомостІ

Фотометр аналітичний медичний МЕФАН-8001 призначений для вимірювання коефіцієнта пропускання розчинів на вибраній довжині хвилі випромінювання по кінцевій точці колориметричної реакції по одно- та двохвильовій методикам і проведення обчислень оптичної густини, молярної концентрації по фактору і молярної концентрації по стандарту із забезпеченням автоматичної побудови градуйованої характеристики по одному із шести градуйованим розчинам.

Фотометр може бути використаний в клініко-діагностичних лабораторіях всіх типів в якості базового фотометричного приладу для біохімічних досліджень, а також в наукових і промислових хімічних лабораторіях.

Робота фотометра заснована на вимірюванні коефіцієнта пропускання () досліджуваного зразка в спектральному інтервалі, вибраному за допомогою одного із світлофільтрів і визначається по формулі:

, (1)

де - інтенсивність потоку випромінювання з довжиною хвилі , який пройшов через зразок; - інтенсивність потоку випромінювання з довжиною хвилі, який пройшов через контрольний зразок, тобто зразок, пропускання якого приймається рівним одиниці. При двохвильовій методиці коефіцієнт пропускання зразка визначається по формулі:

, (2)

де і - коефіцієнти пропускання зразка відповідно на довжині хвилі випромінювання _вим і _фона, які визначаються по формулі (1).

Оптична густина зразка Д визначається по формулі:

, (3)

де - коефіцієнт пропускання, який визначається по формулі (1) або (2).

Із формул (1) i (2) слідує, що оптична густина при двохвильовій методиці визначається по формулі:

, (4)

де та - оптична густина зразка відповідно на та .

Молярна концентрація по фактору визначається по формулі

, (5)

де F - коефіцієнт (фактор), який вводиться із клавіатури і приймає значення від 0.001 до 9999; Д - оптична густина зразка, яка визначається по формулі (3).

Молярна концентрація по стандарту С_см визначається по формулі:

, (6)

де С_і та С_і+1 - молярні концентрації відповідно і та і+1 калібровочних проб; Д_і та Д_і+1 - оптичні густини і та і+1 калібровочних проб, відповідно найближча менша та більша оптичні густини досліджуваного зразка; Д - оптична густина досліджуваного зразка; і=1...6 - номер калібровочної проби.

Фотометр складається із двох блоків: фотометричного блока (БФ) і вакуумного насоса.

БФ працює по наступному принципу. Світловий потік джерела блоком дзеркал розділяється на вимірювальний та базовий промені. Після проходження вимірювального променя через досліджуваний зразок промені суміщаються і попадають на фотоприймач, який перетворює світловий потік в електричний сигнал. Сигнал подається на підсилювач а потім на АЦП, де перетворюється в цифровий код, який приймається блоком обчислень (БО). БО формує періодичну послідовність імпульсів запуску АЦП. Зчитуючи значення з АЦП, БО визначає потрібні коефіцієнти підсилення і видає їх на підсилювач-нормалізатор. На виході БО формується сигнал. По прийнятим значенням сигналів при кожному вимірюванні розраховується величина. Всі ці дані параметрів зв’язків зберігаються в ОЗП БФ, тому є можливість спостерігати за результатами вимірювань в будь-якому із режимів: коефіцієнт пропускання, оптична густина, концентрації, а також можливість перезадання холостої проби. Вимірювання автоматично повторюється декілька раз, до отримання масиву даних. При перевищенні допустимого числа повторів робота фотометра зупиняється з індикацією відповідного номера помилки.

Модулятор призначений для перетворення оптичного випромінювання в електричний струм (ІФ). Після цього він попадає на вхід підсилювача, де він перетворює ІФ у напругу і підсилює її. Напруга поступає на АЦП. АЦП перетворює аналоговий сигнал у паралельний двійковий нормальний сигнал (код). АЦП складається із:

1) диференціального підсилювача;

2) програмованого підсилювача;

3) перетворювача аналог-код.

Після АЦП n-розрядний код поступає на порти введення-виведення (БО). БО призначений для управління модулятором і АЦП, математичною обробкою сигналів, що поступають з АЦП. Зв’язок із зовнішніми пристроями здійснюється по інтерфейсах.

БО являє собою мікропроцессорний контроллер і складається із таких функціональних вузлів: центральний процессор, адресний селектор, ОЗП, ПЗП, контроллер клавіатури та індикації, контроллер інтерфейса, порти введення-виведення, таймер.

ОЗП призначено для зберігання проміжкових даних і результатів обробки.

ПЗП призначено для зберігання програми, яка управляє роботою БФ.

Контроллер клавіатури та індикації керує обміном інформації між УП та БК.

Контроллер інтерфейса призначений для обміну інформації із зовнішніми пристроями.

Таймер призначений для формування сигналів (тактова частота) "Захват" і "ПУСК" АЦП. Сигнал поступає на контроллер інтерфейса та АЦП. Сигнал "Захват" і "ПУСК" АЦП формується при поступанні на таймер сигналу "Пуск". Сигнал "Захват" переводить АЦП в режим захвату на час перетворення аналогового сигналу в цифровий.

Блок клавіатури (БК) призначений для введення даних і режиму роботи фотометра. Управління БК здійснюється із БО.

Блок індикації (БІ) призначений для відображення на індикаторах режимів роботи фотометра, параметрів, номера досліджуваної проби, результатів вимірювання і вибраних довжин хвиль випромінювання. Управління БІ здійснює контроллер індикації, який міститься в БО.

Блок живлення (БЖ) призначений для формування стабілізуючих напруг для вузлів БФ.

Рис.1. Структурна схема блоку обчислень