2.1 Выбор микропроцессора

_{Одним из главнейших устройств в любой системе автоматического регулирования можно считать устройство сравнения, от точности проведенной им операции будет зависеть насколько точным окажется регулирование. Следует достаточно тщательно подойти к выбору этого элемента. Исходя из требуемых технических характеристик и экономической эффективности выбираем микропроцессорный измерительный контроллер для автоматизации измерений АТ89С51.}

_{Этот процессор имеет последовательный порт, два программируемых таймера с несколькими режимами работы и внутренний буфер на 128 байт. Программа обслуживания модуля записывается в энергонезависимую память программ процессора объемом 4 Кбайт. Модуль имеет внутреннюю 8-битную шину данных, к которой подсоединены 8-канальный 12-разрядный АЦП АD7859 с временем преобразования 5 мкс и 10-разрядный 4-канальный ЦАП АD7805.}

_{Запуск АЦП осуществляется либо микропроцессором по прерыванию от внутреннего таймера, либо отрицательным внешним импульсом. Цифровой выход АЦП в данной конструкции работает в 8-битном режиме, так что чтение показаний производится в 2 этапа. АЦП работает с внутренним опорным напряжением. Диапазон преобразования напряжения 0÷2,5 В. Каждый выход АЦП должен быть защищен от перенапряжения. Эту функцию выполняют диоды, подключенные к аналоговой земле и к источнику питания. Обращение к ЦАП происходит в 3 этапа. Сначала в два этапа по внутренней 8-битной шине записывается 10-битное слово данных во внутренний регистр канала. Два младших бита слова данных отображены на адресном пространстве. ЦАП также работает с внутренним опорным напряжением и имеет диапазон выходных сигналов 0÷2,5 В. /5/}

_{Возможности данного устройства позволяют решать такие задачи по автоматизации измерений, контролю и управлению экспериментом, в которых не требуется высокая производительность. Средняя скорость измерений в секунду 300÷400 измерений в секунду. Такая производительность вполне достаточна для решения широкого круга задач.}

_{Характеристики микропроцессора:}

_{- напряжение питания, В 5;}

_{- ток потребления, мА 50;}

_{- частота тактовых импульсов, МГц 2,5;}

_{- число входов 2;}

_{- время пересылки данных в память, мкс 20;}

_{- разрядность шины данных 12;}

_{- разрядность шины адреса 16;}

_{- память ПЗУ, Кб 4;}

_{- напряжение на входе АЦП, В от 0 до 2,4;}

_{- напряжение на выходе ЦАП, В от 0 до 2,4;}

_{- период дискретизации ЦАП и АЦП, Гц}^-1 _6,5·10^-6_;

_{- диапазон рабочих температур, С от минус 10 до плюс 70.}

_{Передаточная функция микропроцессора, как цифрового устройства:}

_.

2.2 Выбор компрессора

_{Так как к медицинскому оборудованию предъявляются высокие требования, такие как: надежность, уровень звукового давления, постоянство измеряемой или поддерживаемой величины и другие, поэтому был выбран маломощный мембранный насос-компрессор МВНК-0,4х2 (рисунок 2).}

_{Технические характеристики насоса-компрессора МВНК-0,4х2:}

_{- давление нагнетания, кПа 200;}

_{- мощность электродвигателя, Вт 25;}

_{- уровень звукового давления, дБ 53;}

_{- средний срок службы, лет 5;}

_{- средняя наработка на отказ, ч 3000;}

_{- масса, кг не более 1,5.}

_{Рисунок 2 – Маломощный мембранный насос-компрессор МВНК-0,4х2}

_{Он обладает малым уровнем звукового давления, большим сроком службы, небольшой массой и другими подходящими параметрами.}

_{Передаточная функция компрессора:}

_{, (1)}

_{где – постоянная времени, за которое компрессор сможет достигнуть}

_{значения давления в 10 кПа, это время равно 4 секунды, так как}

_{давление в 50 кПа компрессор накачивает за 20 секунд;}

_{– коэффициент передачи:}

₍₂₎

_{где – давление на выходе из компрессора;}

_{Запишем передаточную функцию компрессора:}