Розробка блоку інформаційно-вимірювальної системи, призначеної для вимірювання частоти і середнього значення напруги
Характеристика графіку роботи частотоміра. Аналіз будови магнітоелектричного вимірювального механізму. Електрична схема вольтметра. Цифровий вольтметр подвійного інтегрування. Складання структурної схеми приладу. Визначення кількості кроків дискретизації.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | курсовая работа |
Язык | украинский |
Дата добавления | 28.09.2017 |
Размер файла | 811,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ЗМІСТ
Вступ
1. Теоретична частина
1.1 Цифрові частотоміри
1.2 Магнітоелектричні вольтметри
1.3 Цифровий вольтметр частотного перетворення
1.4 Цифровий вольтметр цифрового інтегрування
2. Практична частина
2.1 Складання структурної схеми приладу
2.2 Розрахунок параметрів схеми
2.2.1 Определение частоты квантующего генератора
2.2.2 Визначення числа імпульсів за період
2.2.3 Визначення кількості кроків дискретизації
2.2.4 Визначення коефіцієнта ділення частоти
2.2.5 Визначення числа розрядів ЦОУ15
2.2.6 Синтез схеми управління
2.3 Розрахунок мікропроцесорної частин
2.3.1 Визначення розрахункової формули вимірюваної величини, яка використовується мікропроцесором
2.3.2 Визначення наказів таймера, адаптера і вихідних кодів лічильників
2.3.3 Розподіл адрес ОЗУ, ПЗУ і підпрограм
2.3.4 Складання блок-схеми програми
2.4 Аналіз похибки
Висновок
Література
ВСТУП
Для сучасного етапу розвитку техніки характерне все більш інтенсивне і глибоке проникнення мікропроцесорів в її різноманітних галузей, що радикально перетворює властивості багатьох пристроїв і відкриває нові можливості їх застосування. По широті та ефективності застосування мікропроцесорів одне з перших місць посідає інформаційно - вимірювальна техніка.
Застосування мікропроцесорів у вимірювальній техніці дозволяє різко підвищити точність приладів, значно розширити їх можливості, підвищити надійність, швидкодію, вирішити завдання, які раніше взагалі не вирішувалися.
Використання мікропроцесорних систем у вимірювальних приладах дозволяє здійснити багатофункціональність приладів, спростити процес вимірювання, автоматизувати регулювання, самокалібрування і повірку приладів, поліпшити метрологічні характеристики приладів, виконати обчислювальні операції, статистичну обробку результатів спостережень, порівняти і перевести в лінійну форму функції вимірюваної величини, створити програмовані, повністю автоматизовані прилади.
Впровадження мікропроцесорів відкрило можливість побудови універсальних приладів з гнучкими програмами для виміру багатьох величин, полегшили рішення завдання виходу на стандартну інтерфейсну шину, що дозволило широко розвинути принцип агрегації,котрий є основою об'єднання багатьох вимірювальних засобів в єдину інформаційну систему.
Даний проект присвячений розробці блоку інформаційно-вимірювальної системи, призначеної для вимірювання частоти і середнього значення напруги.
1 ТЕОРЕТИЧНА ЧАСТИНА
1.1 Цифрові частотоміри
В основу роботи цифрових приладів, для вимірювання частоти (частотомірів), покладено наступний принцип. Виходячи з фізичного змісту частоти як числа періодів, що припадають на одиницю часу, вираз для визначення частоти fx (функцію перетворення приладу) можна записати так:
fx = (1.1)
де Nx - число періодів, яке проходить досліджуваний сигнал за час вимірювання t изм.
Як правило, час вимірювання формується за допомогою тактового генератора з періодом Tg, і складається з цілого числа періодів генератора n. Тоді вираз для частоти можна записати як
fx = . (1.2)
Нижче приведено графік, що ілюструє роботу частотоміра (рисунок 1.1).
Рисунок 1.1- Графік роботи частотоміра
На рисунку позначені ИН і ИК - імпульси початку і кінця вимірювання відповідно.
1.2 Магнітоелектричні вольтметри
В основі роботи вимірювальних аналогових приладів магнітоелектричної групи лежить відхилення покажчика відлікового пристрою під дією сил магнітного поля, утвореного струмом, що протікає в котушці вимірювального механізму [1]. За допомогою таких приладів можна вимірювати середнє значення напруги (безпосередньо) та середньовипрямлене (магнітоелектричний механізм включається через випрямляч). На рисунку 1.2 зображено будову магнітоелектричного вимірювального механізму.
1 - постійний магніт (виготовляється з кобальту, алюмінію або сталі); 2 - магнітопровід; 3 - полюсні наконечники; 4 - сталевий нерухомий сердечник; 5 - алюмінієва або мідна рамка прямокутного перерізу; 6 - спіральні пружини; 7 - магнітний шунт; 8 - противаги.
Рисунок 1.2 - Магнітоелектричний вимірювальний механізм
Елементи з номерами 2, 3 і 4 виготовляються з магнітно-м'якого матеріалу і утворюють разом з № 1 магнітний ланцюг приладу, що забезпечує сильне радіальне рівномірно розподілене магнітне поле зазору (що необхідно для рівномірності шкали). Елемент № 7 являє собою сталеву пластинку з довгим вирізом (для переміщення), і служить для регулювання чутливості приладу.
Рівняння шкали такого приладу має вигляд:
, (1.3)
де - угол відхилення;
Si - чутливість по току;
I - сила току через рамку [3].
Знаючи величину опору рамки (Ом), можна розрахувати значення напруги на затискачах приладу і відповідно проградуювати його шкалу.
1.3 Цифровий вольтметр частотного перетворення
Вольтметри частотного перетворення характерні тим, що сигнал напруги вони перетворять в частоту [2]. На рисунках 1.3 і 1.4 наведена електрична схема вольтметра і епюри напружень, які ілюструють її роботу
Рисунок 1.3- Електрична схема вольтметра
Рисунок 1.4- Епюри напружень
На вхід схеми подається вимірювана напруга Ux, і через R1 потрапляє на вхід ИУ1 [4]. У деякий момент часу замикається ключ К1, і на вхід ИУ1 подається опорна зразкове напруга-Е0. У момент часу А тече струм i2, оскільки ключ К1 відкритий. На виході схеми буде ненульове напруга Uвих. У момент В спрацьовує СУ1, і на виході його формується імпульс, що надходить на R-вхід тригера Т. Тригер переходить в «нуль», і розмикає ключі К1 і К2. Струм i2 припиняється. Після моменту В на вхід ИУ1 подається тільки ненульовий струм i1, і тому Uвих змінюється в протилежному напрямку до нуля (момент С). У момент С з виходу формувача Ф1 на S-вхід тригера Т надходить імпульс. Ключі замикаються, і починає текти струм i2. Разом виходить Nx імпульсів за час вимірювання tизм. Фізично це має сенс частоти (кількість подій за деякий час). Так як tизм постійне, то Nx виявляється пропорційно вимірюваній напрузі.
Існують і інші різновиди вольтметрів частотного перетворення, що відрізняються способом формування частоти (наприклад, з використанням генератора стабільної частоти з формувачем строб-імпульсу).
1.4 Цифровий вольтметр подвійного інтегрування
Цифровий вольтметр подвійного інтегрування відноситься до приладів частотного перетворення. Його функціональна схема представлена на рисунку 1.5.
Рисунок 1.5- Функціональна схема
Позначена на рисунку схема управління виробляє функції Р1, Р2, Р3 і Р4, для управління ключами К1, К2, К3 і логічним ключем «&». Епюри напружень, що ілюструють роботу вольтметра подвійного інтегрування, наведені на рисунку 1.6.
Рисунок 1.6- Епюри напружень
Функція Р1 служить для замикання ключа К1 під час першого такту (проміжок АВ), функція Р2 - для замикання ключа К2 під час другого такту (ВС), Р3 - ключа К3 на час, рівний відрізку між вимірами (СА), Р4 - управляє логічним ключем «И» на вході лічильника. Перший такт (I - AB) закінчується під час переповнення лічильника обсягом N0. Тривалість I такту - t0. Час t0=N0 Тg = const. У такті II на вхід підсилювача надходить зразкова напруга E0. Другий такт закінчується, коли спрацьовує СУ і з'являється імпульс СУ. Протягом першого такту інтегрується позитивна площа, а протягом другого - негативна, причому вони рівні. Тоді можна записати, що:
. (1.4)
Звідки можна отримати з врахуванням того, що t0 = N0Tg і tx = NxTg, виходить Ux:
. (1.5)
З (1.5) видно, що вихідний код Nx вольтметра пропорційний вхідній напрузі [5].
Використання мікропроцесора в проектованому приладі дозволить поєднувати в одному конструктиві фактично два різних прилади - вольтметр і частотомір. Крім того, при необхідності, можна програмним шляхом організувати підвищення точності вимірювань за рахунок багаторазових вимірювань та їх подальшої обробки. Крім того, мікропроцесорний прилад можна підключити до інформаційно-вимірювальної системи та автоматизувати таким чином процес вимірювання та контролю.
2 РОЗРАХУНКОВА ЧАСТИНА
2.1 Складання структурної схеми приладу
Структурну схему приладу можна представити у вигляді:
Рисунок 2.1- Структурна схема
На структурній схемі позначено: частотомір - перетворювач частотного сигналу в цифровий код; ПМН - масштабний перетворювач напруги для подальшої його подачі на АЦП; АЦП U - аналого-цифровий перетворювач напруги; обчислювальний пристрій - мікропроцесорна система; ЦОУ - цифрове відліковий пристрій для індикації результату вимірювання .
2.2 Розрахунок параметрів схеми
У якості АЦП виберемо аналого-цифровий перетворювач напруги, що працює за методом подвійного інтегрування, так як він забезпечує необхідну точність вимірювання заданої величини і має достатню швидкодію [5].
2.2.1 Определение частоты квантующего генератора
Частоту квантуючого генератора знайдемо, виходячи із заданого значення похибки вимірювання частоти :
, (2.1)
можна знайти, що:
. (2.2)
Підставивши числові значення, отримаємо:
2.2.2 Визначення числа імпульсів за період
Величина періоду вибирається таким чином, щоб перешкода мережі частотою 50 Гц не впливала на результат вимірювання. Тому, як правило, період вибирається тривалістю 0,02 с. Число імпульсів Nx за період Тх визначається як:
Nx = Txfg, (2.3)
або, підставивши числові значення:
Nx = 0,0211514,26 230,29.
2.2.3 Визначення кількості кроків дискретизації
Кількість кроків квантування m визначається з похибки АЦП як:
m = (2.4)
вольтметр цифровий інтегрування прилад
Підставивши числове значення,отримуємо:
2.2.4 Визначення коефіцієнта ділення частоти
Коефіцієнт розподілу частоти Кдч визначається як відношення числа імпульсів за період до числа ступенів квантування:
Кдч = 230,29/74 = 3,11
2.2.5 Визначення числа розрядів ЦОУ
1. Визначимо мінімальне число квантування.
Мінімальне число ступенів квантування ЦОУ можна визначити з формули для похибки ЦОУ:
,
де d==0,0015
Отже,
2. Визначити число розрядів ЦОУ.
Nx min=2000
Розглянемо варіанти підбору числа розрядів:
Число розрядів |
Nx |
Показання ЦОУ, Гц |
|
1 |
9<2000 |
9 |
|
2 |
99<2000 |
99 |
|
3 |
999<2000 |
999 |
|
4 |
9999>>2000 |
999.9 |
Отже, ЦОУ має 4 розряди.
2.2.6 Синтез схеми управління
На рисунку 2.2 зображені епюри напружень, що ілюструють роботу схеми управління.
Рисунок 2.2- Епюри напружень
Стан тригерів схеми керування і значення функцій
ІЗ |
ІН |
ІК |
||
№комб. |
І 0 |
ІІ 1 |
ІІІ 2 |
|
Q1 |
0 |
1 |
0 |
|
Q2 |
0 |
0 |
1 |
|
P1 = |
1*0=0 |
1*1=1 |
0*0=0 |
|
P2= |
0 |
0 |
1 |
N |
Q2 |
Q1 |
|
0 1 2 3 |
0 0 1 1 |
0 1 0 1 |
P1=,
P2= .
На рисунку 2.3 зображена синтезована схема управління
Рисунок. 2.3- Синтезована схема управління
2.3 Розрахунок мікропроцесорної частини
2.3.1 Визначення розрахункової формули вимірюваної величини, яка використовується мікропроцесором. При вимірі частоти, розрахунковий вираз для мікропроцесора можна записати як:
, (2.5)
де Тх - період вимірюваного сигналу (Тх = 1/fx);
Nx - відповідний цифровий код;
Тср = 0,02 с;
Ncp - цифровий код, відповідний ТСР (Ncp = 227) [6].
Висловивши з (2.5) Тх, отримаємо:
Тх =, (2.6)
fx = , k = = fg.(2.7)
Або, підставивши числові значення, одержимо:
(2.8)
Вираз (2.8) і є розрахункове співвідношення мікропроцесора для частоти.
Вираз для напруги можна записати як:
Ux = , (2.9)
де Nхн і Uхн - номінальне значення числа ступенів квантування АЦП і номінальне значення напруги АЦП.
Для АЦП К1108ПВ2, який використовуємо у роботі: Nхн = 4096
(12 розрядів), Uхн = 5 В. Підставивши значення в (2.9), отримаємо:
(2.10)
Вираз (2.10) - розрахунковий співвідношення для мікропроцесора.
2.3.2 Визначення наказів таймера, адаптера і вихідних кодів лічильників
Для зручності розрахунку дані зведені в таблиці, представлені нижче.
Таблиця 2.1- Визначення адрес ОЗУ і ПЗУ
№ вых |
А15 |
А14 |
А13 |
А12 |
А11 |
А10 |
А9 |
А8 |
А7 |
А6 |
А5 |
А4 |
А3 |
А2 |
А1 |
А0 |
поле адресов |
|
ОЗУ 12 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6 8 0 0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
6 F F F |
|||||||
ПЗУ 19 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
6 0 0 0 |
|
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
6 7 F F |
|||||||
6/6 |
8/0F/7 |
0/F |
0/F |
Таблица 2.2 - Визначення адрес таймера і адаптерів
№ входов DC |
А7 |
А6 |
А5 |
А4 |
А3 |
А2 |
А1 |
А0 |
|||
Таймер 22 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
сч 0 |
4 С |
|
0 |
1 |
сч 1 |
4 D |
||||||||
1 |
0 |
сч 2 |
4 E |
||||||||
1 |
1 |
приказ |
4 F |
||||||||
Адаптер 27 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
РА |
2 C |
|
0 |
1 |
РВ |
2 D |
||||||||
1 |
0 |
РС |
2 E |
||||||||
1 |
1 |
приказ |
2 F |
||||||||
Адаптер 32 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
РА |
C 4 |
|
0 |
1 |
РВ |
C 5 |
||||||||
1 |
0 |
РС |
C 6 |
||||||||
1 |
1 |
приказ |
C 7 |
Таблица 2.3 - Дані таймера
Порт |
Назначение |
Адрес порта |
Режим |
Начальные данные |
Система счисления |
Рабочий байт |
Приказ |
|
Сч 0 |
ДЧ |
4C |
2 |
Кдч=0004 |
дв-дес. |
оба |
35 |
|
Сч 1 |
Nx |
4D |
0 |
дв-дес. |
оба |
70 |
||
Сч 2 |
m |
4E |
0 |
дв-дес. |
оба |
В0 |
||
Ввод приказа |
4F |
- |
- |
- |
- |
- |
Таблица 2.4 - Дані адаптерів
Порт |
Назначение |
Адрес порта |
Режим |
Приказ |
||
Адаптер 1 |
РА |
Связь с ЦОУ |
5C |
0 |
88 |
|
РВ |
Связь с ЦОУ |
5D |
||||
РС3-0 |
Вывод ИЗ' |
5Е |
||||
РС7-4 |
Управляющие сигналы |
5E |
||||
Ввод приказа |
5F |
- |
- |
|||
Адаптер 2 |
РА |
Ввод мл. байта АЦП U |
5C |
0 |
9В |
|
РВ |
- |
- |
||||
РС3-0 |
Ввод ст. байта АЦП U |
5Е |
||||
РС7-4 |
- |
- |
||||
Ввод приказа |
5F |
- |
- |
2.3.3 Розподіл адрес ОЗУ, ПЗУ і підпрограм
ПЗУ: 6041 - початок основної програми;
6201 - початок підпрограми обчислення Ucp;
6301 - початок підпрограми обчислення f.
ОЗУ: 6925 - адреса початкового масива даних;
6F83 - адреса вершини стека (SP);
6880, 6881 - адреси пам'яти для запису значень Nx при читанні з
лічильника;
6882, 6883 - адреси пам'яти для запису значень m при читанні з
лічильника;
6884, 6885 - адреси пам'яти для запису результату обчислень за
допомогою підпрограм.
2.3.4 Складання блок-схеми програми
Блок-схема представлена на рисунку 2.4.
Рисунок 2.4- Блок-схема
2.3.5 Програма на мові Ассемблера
Адреса |
Код |
Мнемокод |
Команда |
Коментарій |
|
6041 |
3Е |
MVI 35 |
A35 |
введення наказів для Лч 0 таймера |
|
6042 |
35 |
||||
6043 |
D3 |
OUT 4F |
AP[4F] |
введення наказів для Лч 0 таймера |
|
6044 |
4F |
||||
6045 |
3E |
MVI 70 |
A70 |
введення наказів для Лч 1 таймера |
|
6046 |
70 |
||||
6047 |
D3 |
OUT 4F |
AP[4F] |
введення наказів для Лч 1 таймера |
|
6048 |
4F |
||||
6049 |
3E |
MVI B0 |
AB0 |
введення наказів для Лч 2 таймера |
|
604А |
B0 |
||||
604В |
D3 |
OUT 4F |
AP[4F] |
введення наказів для Лч 2 таймера |
|
604С |
4F |
||||
604D |
3E |
MVI 9B |
A9B |
введення наказів адаптера 2 |
|
604E |
9B |
||||
604F |
D3 |
OUT F7 |
AP[F7] |
введення наказів адаптера 2 |
|
6050 |
F7 |
||||
6051 |
3E |
MVI 88 |
A88 |
введення наказів адаптера 1 |
|
6052 |
88 |
||||
6053 |
D3 |
OUT 5F |
AP[5F] |
введення наказів адаптера 1 |
|
6054 |
5F |
||||
6055 |
31 |
LXI SP |
SP6F83 |
введення вершини стека |
|
6056 |
83 |
||||
6057 |
6F |
||||
6058 |
3E |
MVI 04 |
A04 |
||
6059 |
04 |
введення в Лч 0 КДЧ = 4 |
|||
605A |
D3 |
OUT 4C |
AP[4C] |
||
605B |
4C |
||||
605C |
3E |
MVI 00 |
A00 |
||
605D |
00 |
||||
605E |
D3 |
OUT 4C |
AP[4C] |
||
605F |
4C |
||||
6060 |
D3 |
OUT 4D |
AP[4D] |
введення мл. б. в Лч 1 |
|
6061 |
4D |
||||
6062 |
D3 |
OUT 4D |
AP[4D] |
введення ст. б. в Лч 1 |
|
6063 |
4D |
||||
6064 |
D3 |
OUT 4Е |
AP[4Е] |
введення мл. б. в Лч 2 |
|
6065 |
4E |
||||
6066 |
D3 |
OUT 4Е |
AP[4Е] |
введення Ст. б. в Лч 2 |
|
6067 |
4E |
||||
6068 |
21 |
LXI HL |
HL6925 |
введення в HL адреси масива даних |
|
6069 |
25 |
||||
606A |
69 |
||||
606B |
DB |
IN 2E |
AP[5E] |
опитування стану кнопки |
|
606C |
2E |
||||
606D |
E6 |
ANI |
A80A |
Маскування |
|
606E |
80 |
||||
606F |
СА |
JZ |
PC7 = 0 |
умовний перехід |
|
6070 |
6B |
||||
6071 |
60 |
||||
6072 |
3Е |
MVI 01 |
A01 |
видача ИЗ' |
|
6073 |
01 |
||||
6074 |
D3 |
OUT 2Е |
AP[2Е] |
||
6075 |
2E |
||||
6076 |
DB |
IN 2E |
AP[5E] |
опитування появи ИГ |
|
6077 |
2E |
||||
078 |
E6 |
ANI |
A20A |
Маскування |
|
6079 |
20 |
JZ |
PC5 = 0 |
умовний перехід |
|
607A |
CA |
||||
607B |
60 |
IN C4 |
AP[C4] |
введення мл. байта АЦП U |
|
607C |
76 |
||||
607D |
DB |
||||
607E |
C4 |
MOV M[HL] |
A M[HL] |
M[6925] |
|
607F |
77 |
||||
6080 |
25 |
INX HL |
HL+1 |
інкремент HL |
|
6081 |
DB |
IN C6 |
AP[C6] |
опитування появи ИK |
|
6082 |
C6 |
MOV M[HL] |
A M[HL] |
M[6926] |
|
6083 |
77 |
||||
6084 |
25 |
INX HL |
HL+1 |
інкремент HL |
|
6085 |
DB |
IN 2E |
AP[5E] |
опитування Nx |
|
6086 |
2E |
ANI |
A10A |
Маскування |
|
6087 |
E6 |
||||
6088 |
10 |
JZ |
PC4 = 0 |
умовний перехід |
|
6089 |
CA |
||||
608A |
76 |
IN 4D |
AP[4D] |
читання мл. байта з Nx Лч 1 таймера |
|
608B |
60 |
||||
608C |
DB |
||||
608D |
4D |
STA |
A M[6880] |
запис мл. байта Nx |
|
608E |
32 |
||||
608F |
80 |
IN 4D |
AP[4D] |
читання ст. байта из Nx Лч 1 таймера |
|
6090 |
68 |
||||
6091 |
DB |
||||
6092 |
4D |
STA |
A M[6881] |
запис ст. байта Nx |
|
6093 |
32 |
||||
6094 |
81 |
IN 4D |
AP[4D] |
читання мл. байта m из Лч 2 таймера |
|
6095 |
68 |
||||
6096 |
|||||
6097 |
DB |
STA |
A M[6882] |
запис мл. байта m |
|
6098 |
4D |
IN 4D |
AP[4D] |
читання ст. байта m из Лч 2 таймера |
|
6099 |
32 |
||||
609A |
82 |
STA |
A M[6882] |
запис ст. байта m |
|
609B |
68 |
||||
609C |
DB |
||||
609D |
4D |
IN C6 |
AP[C6] |
опитування роду вимірюваної величини |
|
609E |
32 |
||||
609F |
83 |
ANI |
A40A |
Маскування |
|
60A0 |
68 |
||||
60A1 |
DB |
||||
60A2 |
C6 |
JZ |
PC6 = 0 |
умовний перехід |
|
60A3 |
Е6 |
||||
60A4 |
40 |
CALL |
виклик п/п вичислення fx |
||
60A5 |
CA |
||||
60A6 |
B7 |
LDA |
AM[6884] |
читання мл. байта результату обчислення |
|
60A7 |
60 |
||||
60A8 |
CD |
||||
60A9 |
01 |
OUT 2D |
AP[2D] |
пересилка мл. байта результату обчислення |
|
60AA |
63 |
||||
60AB |
3A |
||||
60AC |
84 |
LDA |
AM[6885] |
читання ст. байта результату обчислення |
|
60AD |
68 |
||||
60AE |
D3 |
||||
60AF |
2D |
OUT 2D |
AP[2D] |
пересилка ст. байта результату обчислення |
|
60B0 |
3A |
||||
60B1 |
85 |
JMP |
перехід до початку вимірювання |
||
60B2 |
68 |
||||
60B3 |
D3 |
||||
60B4 |
2C |
CALL |
виклик п/п обчислення Ux |
||
60B5 |
C3 |
||||
60B6 |
58 |
JMP |
перехід до запису результату вимірювання |
||
60В7 |
60 |
||||
60В8 |
CD |
2.4 Аналіз похибки
Похибки вимірювань в ланцюгах технічної частоти. В якості приладів для курсового проектування використовуються прилади з цифровою обробкою сигналів, призначені для роботи в цілях технічної частоти (50 Гц). Похибки властиві проектованим приладів:
1. Похибка квантування за рівнем;
2. Похибка дискретизації;
3. Динамічна похибка;
4. Похибка від впливу завад.
a) Похибка квантування.
Похибка квантування виникає при квантуванні за рівнями через те, що вимірювана величина містить не ціле число щаблі квантування.
b) Похибка дискретизації й апроксимації.
Похибка дискретизації викликають дві причини:
- неціле число щаблі дискретизації за час вимірювання;
- заміна подальшої кривої ступінчастою функцією.
Рисунок 2.5- Графіки похибки
Графіки похибки від заміни трикутного напруги і синусоїди ступінчастою функцією, показані на рисунку 2.5, з якого видно, що для трикутної форми напруги позитивна похибка Д, показана штрихуванням, дорівнює негативній, таким чином, сумарна похибка дорівнює нулю. Для синусоїди похибка також не велика, тому в подальшому цією похибкою можна знехтувати.
Як видно з рис.1, форма ступінчастої функції відрізняється від вихідної кривої. Точність передачі форми кривої оцінюється похибкою апроксимації, яка визначається як середньоквадратичне значення похибок у кожному кроці квантування. Погрішність апроксимації для наведених графіків буде відмінна від нуля.
Надалі похибкою від заміни досліджуваної кривої ступінчастою функцією будемо нехтувати на увазі її малої величини, а також через складність її розрахунків через сильну залежність від форми кривої вимірюваної напруги.
с) Динамічна похибка виникає від дії таких чинників:
- запізнення сигналу у вхідних ланцюгах вимірювальних пристроїв викликають похибки першого роду;
- кінцевий час перетворення АЦП призводять до появам похибок другого роду.
Наприклад, у схемі рисунку 2.6, призначеної для вимірювання струмів і напруг, показані блоки, в яких виникають похибки першого та другого роду:
Рисунок 2.6- Схема, призначена для вимірювання струмів і напруг
d) Похибка від впливу перешкод і сумарна похибка.
Похибка від впливу перешкод залежить від умов впливу перешкод і їх інтенсивності. Сумарна похибка визначається рівнянням:
де - похибка квантування = 0,9%;
- похибка дискретизації = 0,2%;
-динамічна похибка = 0,2%;
- похибка впливу перешкод = 0,2%.
е) Метод суперпозиції при дослідженні похибок.
При дослідженні похибок використовується метод суперпозиції, який полягає в тому, що результуюча похибка визначається як сума окремих складових, при чому кожна складова обчислюється при введенні умови, що інші похибки відсутні, тобто, дорівнюють нулю.
Основні параметри вимірювальної схеми визначаються на основі обчислених величин складових сумарної похибки.
ВИСНОВОК
У даній курсовій роботі розрахована електрична частина мікропроцесорного проектованого пристрою і аналогового приладу. Розрахункова схема виконана згідно з технічним завданням, всі метрологічні характеристики, у тому числі величина похибки, відповідають допустимим. Замислений пристрій відповідає вказаним технічним вимогам.
ЛІТЕРАТУРА
1. Бондарев, В. А. Генераторы пилообразного напряжения [Текст] / В. А. Бондарев. - М. : Энергоатомиздат, 1988. - 125 с.
2. Кублановский, Я. С. Тиристорные устройства [Текст] / Я. С. Кублановский. - М. : Издательство радио и связь, 1987. - 112 с.
3. Милехин, А. Г. Радиотехнические схемы на полевых транзисторах [Текст] / А. Г. Милехин. - М. : Энергия, 1976. - 146 с.
4. Бочаров, Л. Н. Расчет электронных устройств на транзисторах [Текст] / Л. Н. Бочаров. - М. : Энергия, 1978. - 208 с.
5. Касаткин, А. С. Электротехника [Текст] : учеб. / А. С. Касаткин, Немцов М. В. - М. : Энергоатомиздат, 1983. - 440 с.
6. Расчет электронных схем. Примеры и задачи [Текст] : учеб. пособие / Г. И. Изъюрова, Г. В. Королев, В. А. Терехов, М. А. Ожогин и др. - М. : Высшая школа, 1987. - 335 с.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Розробка структурної та принципипової схеми мікропроцесорної системи, їх структура и головні елементи. Розробка програми мікропроцесора, а також пристрою для блоку воду-виводу, схеми дешифратора. Інтерфейс і закономірності зв’язку в комп’ютером.
курсовая работа [639,9 K], добавлен 09.09.2015Розвиток мікропроцесорної техніки. Здатність мікропроцесора 1-4004 до програмування послідовності виконуваних функцій. Модель „Лунохід” на мікроконтролерному управлінні. Виконання мікроконтролера. Розробка і обґрунтування схеми електричної структурної.
курсовая работа [117,5 K], добавлен 26.03.2009Інформаційно-вимірювальні системи й імовірнісний підхід. Просторово-часове трактування реальних умов роботи радіосистем. Управління системою обробки та зондувальним сигналом. Задачі, розв'язувані оптимальним оператором інформаційно-вимірювальної системи.
реферат [121,2 K], добавлен 24.06.2011Аналіз особливостей зчитування сигналу системи з термопари. Характеристика взаємодії комп’ютера із системою вводу, яка відбувається через паралельний порт (LPT), а для узгодження порту і АЦП використовується мультиплексор. Аналогово-цифровий перетворювач.
курсовая работа [424,0 K], добавлен 09.06.2010Медична інформаційно-аналітична система "Емсімед". Аналіз програмних, апаратних засобів. Архітектурне проектування автоматизованої системи обліку медичних інструментів. Опис структурної та логічної схеми. Вибір мови програмування, керівництво користувача.
дипломная работа [2,9 M], добавлен 26.07.2013Створення схеми електричної принципової МР-3 програвача – приставки до ПК, структурної та загальної схеми. Призначення проектуємого пристрою. Принцип роботи окремих ВІС. Розробка програми тестування роботи пристрою, розрахунок надійності його роботи.
курсовая работа [527,4 K], добавлен 24.03.2009Характеристика лінійної системи автоматичного керування. Розрахунок показників регульованого параметра, датчика, підсилювача, силового елемента та об’єкта регулювання. Визначення виразів передаточних функцій елементів, складання структурної схеми.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 28.01.2015Підстава для розробки, призначення та галузь застосування. Огляд і аналіз інформаційних джерел. Розробка структурної схеми системи. Приклади систем реєстрації сердечного ритму. Відмінні особливості програми "Міокард-Холтер". Алгоритм роботи системи.
дипломная работа [1,1 M], добавлен 01.07.2013Введення аналогових сигналів в комп'ютер, перетворення вимірювальної інформації. Дискретизація сигналів, синхронізація за допомогою задаючого таймеру, визначення інтервалу дискретизації. Цифро-аналогові перетворювачі, основні параметри і характеристики.
курсовая работа [424,8 K], добавлен 19.06.2010Поняття арифметико-логічного пристрою. Правила формування прямого, оберненого та додаткового коду двійкових чисел. Побудова електрично-принципової схеми модулю блоку керування, який міг би виконувати не тільки операцію додавання, але й віднімання.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 27.02.2012Розробка структурної та електричної принципової схеми комп’ютерного засобу вимірювання показників тиску і температури у кліматичній камері. Електричний розрахунок джерела живлення, тактового генератора мікроконтролера. Розрахунок похибки вимірювання.
курсовая работа [289,0 K], добавлен 11.02.2010Синтез аналогової та структурної схеми цифрового фільтру. Опис програми обробки інформації. Оцінка верхньої фінітної частоти вхідного аналогового сигналу. Структурна схема та алгоритм функціонування пристрою мікропроцесорної обробки аналогової інформації.
курсовая работа [710,9 K], добавлен 12.03.2010Розробка компонентів технічного і програмного забезпечення мікропроцесорного пристрою, аналогово-цифровий і цифро-аналоговий перетворювачі. Синтез структурної схеми фільтру. Структурна схема та алгоритм функціонування пристрою. Програми вводу, виводу.
курсовая работа [869,6 K], добавлен 15.02.2011Розробка алгоритмів виконання арифметичних операцій для систем числення в різних кодах з оцінкою точності. Проектування цифрового автомату в булевих базисах з використанням логічних елементів. Складення структурної схеми комбінаційних цифрових автоматів.
курсовая работа [264,6 K], добавлен 10.09.2012Використання мікроконтролера ATmega16 при моделювання схеми та написанні програми. Характеристики аналогово-цифрового перетворювача. Розробка блок-схеми ініціалізації контролера, алгоритму отримання результату перетворень та головного циклу програми.
курсовая работа [691,7 K], добавлен 22.04.2014Механічні пристрої вимірювання. Рішення на базі лазерних трекерів. Фізичні основи оптичних систем контролю. Технологія DirectShow та її призначення. Розробка схеми інформаційних потоків та функціональної схеми роботи системи дистанційного контролю.
дипломная работа [2,7 M], добавлен 22.10.2012Розробка автоматизованої інформаційно-довідкової системи "Шовкова фея". Область використання системи, визначення функцій, вибір програмних засобів для розв’язання задачі, її комп’ютерна реалізація. Вимоги до ПЗ. Аналіз вихідних даних засобами MS Excel.
презентация [980,4 K], добавлен 09.09.2010Розробка структурно-технологічної схеми гнучкої виробничої системи. Розбиття множини об`єктів. Визначення складу та кількості допоміжного обладнання. Розрахунок складу устаткування для транспортування інструмента. Формування віртуальної структури.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 12.09.2012Моделювання електричної схеми на базі пакета Micro-Cap. Розробка схеми, яка забезпечувала б коефіцієнт посилення вхідного сигналу К=3, мала б два фільтра високих частот з частотою зрізу F=10Гц (ФНЧ ) та низьких частот (ФВЧ) з частотою зрізу F=10кГц.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 18.09.2010Постановка задачi інформаційно-аналітичної системи сiльськогосподарських пiдприємств по вирощуванню сої. Комп'ютерна реалізація автоматизованої системи. Схема даних сої на підприємстві. Ескіз головної кнопкової форми. Макет форми: "Дані про сою".
курсовая работа [1,7 M], добавлен 17.04.2011