Методические указания

Структура ИИС и устройство сопряжения с ЭВМ определяется в зависимости от количества функциональных узлов n с учетом быстродействия ЭВМ и ёмкости ОЗУ.

Быстродействие ЭВМ должно быть не менее 1/С_АЦП при параллельной обработке информации, т.е. Сэ>>C_ацп.

Емкость ОЗУ (Q_озу) ЭВМ определяется из условия:

Q_озу >> C_АЦП

Выбор схемы преобразования сигнала следует осуществлять на основании результатов проверки условия теоремы Шенона:

при последовательном преобразовании:

С_э > С_ик; С_к; С_АЦП, (1)

при параллельном преобразовании:

n_ацп > с_ацп/С_э, (2)

где расчет пропускной способности измерительного канала производится в предположении равенства относительной неопределенности восстановления и измерения сигнала (при равномерном законе распределения вероятности)

С_ик =f_с*log₂(1 + 1/δ²), бит/с (3)

, (4)

где f_с - верхняя граница частотного спектра передаваемого сигнала.

Пропускная способность АЦП при параллельной обработке измерительной информации:

(5)

Пропускная способность АЦП при последовательной обработке информации:

(6)

Частота опроса измерительных каналов коммутатора ИИС:

(7)

Пропускная способность коммутатора ИИС:

(8)

Производительность источника измерительной информации:

(9)

Указание: рассчитав по вышеприведенным формулам значение f_с, С_ИК, С_АЦП, с_К, R_и, проверить выполнение условия (1). В случае его невыполнения, определить количество АЦП по уравнению (2). Составить структурную схему ИИС.

Задание 2

Расчет метрологических характеристик измерительных каналов ИИС по метрологическим характеристикам компонентов.

руктурная схема ИК устройства связи с объектом управляющего вычислительного комплекса, построенного на базе процессора М-6000 АСВТ-М, представлена на рис.1:

X

Рис.1. Структурная схема измерительного канала.

БН - блок нормализации (БН-12А), предназначенный для преобразования сигналов датчика в унифицированный электрический сигнал;

У - усилитель сигналов низкого уровня;

АЦП - аналого-цифровой преобразователь;

К₁, К₂ - ключи коммутаторов первой и второй ступени.

Исходные данные:

Входной диапазон БН, Ом - 0...33,

Выходной диапазон БН, мВ - 0...50,

Выходной диапазон У, В - 0...5

Номинальная статическая характеристика АЦП имеет вид

(10)

Так как возмущающие воздействия, вносимые ключами К₁ и К₂ пренебрежимо малы, можно считать их идеальными коммутаторами и полагать для них Q_К = 0. В таблице 2 представлены номинальные значения поправок B_i к коэффициентам преобразования и номинальные значения поправок b_i к значению функции преобразования (при x_i = 0) компонентов ИК по результатам экспериментальных исследований.

Таблица 2

Параметры
Номер компонента	А, мВ/Ом	а	В	b, B
1	1,515	0	0	0,7x10-5i
2	100	0	- 0,03 i	0
3	1	0	0,001 i	2x10-3i

Примечание: численные значения В_i и b определить в зависимости от варианта, (i - последняя цифра шифра).

Для нормальных условий эксплуатации в статическом режиме рассчитать:

• номинальную статическую характеристику преобразования ИК - f_н(х);

• определить номинальное значение поправки к показанию на выходе ИК- Q_ИК;

• допустимое отклонение функции преобразования Δ_д ИК от номинальной.