Информационные измерительные системы
Основные направления и принципы автоматизации измерений. Структурная схема одноуровневого измерительно-вычислительного комплекса. Применение микропроцессоров в цифровых приборах. Преобразование неунифицированных сигналов. Выбор датчиков и коммутаторов.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.04.2015 |
| Размер файла | 483,9 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://allbest.ru
1. ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ И ПРИНЦИПЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ЭЛЕКТРОРАДИОИЗМЕРЕНИЙ
Возрастание количества измерений, нарастание сложности аппаратуры, повышение требований к точности, расширение использование математических методов обработки результатов измерений и обнаружения ошибок приводит к значительному росту трудоемкости и стоимости измерений и требует создание специализированных автоматизированных средств измерений.
Основные направления автоматизации измерений:
1) разработка средств измерений, в которых все необходимые регулировки выполняются автоматически, либо вообще не требуются;
2) замена косвенных измерений прямыми, и создание многофункциональных комбинированных приборов;
3) разработка панорамных измерительных приборов;
4) применение микропроцессоров (МП) и разработка на их основе приборов со встроенным интеллектом;
5) разработка измерительно-вычислительных комплексов (ИВК), имеющих в своем составе процессоры с необходимым периферийным оборудованием и программным обеспечением;
6) создание на базе ИВК как универсального ядра информационных измерительных систем (ИИС).
1.1 Применение микропроцессоров в измерительных приборах
В измерительных приборах МП выполняет следующие функции:
1) управление процессом измерений, отдельными узлами и прибором в целом;
2) обработка измерительной информации, преобразование результатов измерений и представление их на экране дисплея в различных форматах;
3) автоматическая коррекция систематических погрешностей с использованием математических моделей;
4) расширяет функциональные возможности прибора (например, современные цифровые осциллографы помимо временных и амплитудных измерений позволяют измерять частотные параметры, проводить анализ спектров сигналов, статических характеристик и так далее);
5) диагностика неисправностей и самокалибровка.
Примеры использования МП в измерительных приборах показаны на рисунках 1 и 2.
Рисунок 1.
автоматизация коммутатор микропроцессор
На рисунке 1 приведена обобщенная структурная схема цифрового осциллографа.
МПС - микропроцессорная схема.
Обобщенная структурная схема скалярного анализатора с МП приведена на рисунке 2.
ГКИ - генератор качающейся частоты;
КОП - канал общего пользования.
Рисунок 2.
1.2 Измерительно-вычислительные комплексы
Измерительно-вычислительный комплекс (ИВК) - автоматизированное средство измерений, имеющее в своем составе микропроцессоры (МП) с необходимым периферийным оборудованием, измерительные и вспомогательные устройства, управляемые от МП, и программное обеспечение комплекса.
Номенклатура входящих в ИВК компонентов и определяет конкретную область его применения. Но независимо от области применения ИВК должны выполнять следующие функции:
измерение электрических величин;
управление процессом измерений;
управление воздействиями на объект измерения;
представление оператору результатов измерения в заданной форме.
Для выполнения этих функций ИВК должен обеспечивать восприятие, преобразование и обработку сигналов от первичных измерительных преобразователей (датчиков или приборов), управление ими и другими компонентами, входящими в состав ИВК, а также выработку нормализованных сигналов воздействия на объект измерения, оценку точности измерений и представление результатов измерений в стандартной форме.
ИВК по назначению классифицируются на:
1) типовые - для решения широкого круга типовых задач автоматизации измерений, испытаний и так далее;
2) специализированные - для решения уникальных задач автоматизации измерений;
3) проблемные - для решения широко распространенной, но специфической задачи автоматизации измерений.
В состав ИВК входят технические и программные компоненты. Программные компоненты включают в себя системное и общее прикладное программное обеспечение.
В зависимости от конкретных требований проектируются одноуровневые и многоуровневые ИВК. В одноуровневых ИВК вся измерительная периферия соединена непосредственно с интерфейсом центрального процессора. В многоуровневых ИВК вычислительная мощность распределена между различными уровнями.
Обобщенная структурная схема одноуровневого ИВК представлена на рисунке 3.
1.3 Информационные измерительные системы
Информационно-измерительная система (ИИС) - совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других технических средств, предназначенная для получения измерительной информации, ее преобразования и обработки с целью представления в удобном потребителю виде, либо автоматического осуществления логических функций контроля, диагностики и идентификации.
В зависимости от назначения и выполняемых функций ИИС делятся:
1) измерительные системы;
2) системы автоматического контроля;
3) технической диагностики.
4) распознавание образцов (идентификации).
Для ИИС характерна не только автоматизация таких процедур как регистрация, сбор и передача результатов измерений, но и проведение измерительного эксперимента при активном воздействии на объект исследования в соответствии с принятым планом.
Рисунок 3
Оператор имеет возможность вмешиваться в ход эксперимента и корректировать его в режиме диалога. Обобщенная структурная схема ИИС приведена на рисунке 4.
Рисунок 4
Типовые устройства ИИС определяются структурой используемого ИВК. Дополнительными являются следующие устройства:
- датчики, непосредственно воспринимающие от объекта исследования измеряемые величины и преобразующие их в изменение какого-либо параметра электрического сигнала или цепи;
- нормализующие преобразователи, необходимые для преобразования неунифицированных сигналов датчиков в унифицированные аналоговые или цифровые сигналы;
- АЦП;
- коммутаторы, осуществляющие поочередное подключение входных сигналов на общий выход.
2. АГРЕГАТИРОВАНИЕ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
Агрегатирование это метод стандартизации, который позволяет создавать новые изделия путем компоновки их из ограниченного числа унифицированных функциональных частей (деталей, блоков, узлов или приборов).
Важное значение для внедрения агрегатирования имеет совместимость, которая подразделяется на информационную, энергетическую, конструктивную, метрологическую, эксплуатационную, надежностную.
Общие сведения об интерфейсах агрегатных комплексов средств измерений.
Интерфейс регламентирует правила обмена всеми видами информации между устройством, образующие какую-либо систему. Он включает в себя аппаратные средства и протокол.
Протокол - совокупность правил, устанавливающих единые принципы взаимодействия подсистем.
Применительно к ИВК и ИИС интерфейс обеспечивает информационную совместимость входящих в них аппаратных средств.
Основные классификационные признаки интерфейсов:
- способ соединения средств измерений и автоматизации (СИА);
- способ передачи информации;
- принцип обмена информации;
режим передачи информации.
По способу соединения СИА интерфейсы подразделяются на:
магистральные, радиальные, цепочечные, смешанные.
Схема интерфейса с магистральной структурой изображена на рис. 5.
Рисунок 5
Для этой структуры характерно то, что сигналы, возникающие во всех шинах интерфейса, доступны сразу всем СИА, но в каждый момент времени только один абонент (СИА) может обмениваться информацией по интерфейсу. На рисунке 6, а изображена схема интерфейса с радиальной структурой; на рисунке 6, б - с цепочной, а на рисунке 6, в - со смешанной. По способу передачи информации интерфейсы подразделяются на: параллельные, последовательные, параллельно-последовательные.
В ИИС и ИВК используются параллельно-последовательные интерфейсы, в которых сочетается быстродействие параллельных и меньшая аппаратная сложность последовательных.
По принципу обмена информацией интерфейсы подразделяются на: синхронные и асинхронные.
Наиболее часто используются асинхронные интерфейсы, которые позволяют сопрягать устройства с различным быстродействием.
В зависимости от режима обмена информацией различают интерфейсы: с двусторонней одновременной передачей, с двусторонней поочередной передачей, с односторонней передачей.
Рисунок 6
ЛИТЕРАТУРА
Метрология и электроизмерения в телекоммуникационных системах: Учебник для вузов / А.С. Сигов, Ю.Д. Белик. и др. / Под ред. В.И. Нефедова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. шк., 2005.
Бакланов И.Г. Технологии измерений в современных телекоммуникациях. - М.: ЭКО-ТРЕНДЗ, 2007.
Метрология, стандартизация и измерения в технике связи: Учеб. пособие для вузов / Под ред. Б.П. Хромого. - М.: Радио и связь, 2006.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Направления автоматизации измерений. Применение микропроцессоров в измерительных приборах. Измерительно-вычислительный комплекс как автоматизированное средство измерений, имеющее в своем составе микропроцессоры. Номенклатура входящих в ИВК компонентов.
реферат [28,4 K], добавлен 23.01.2009Основные понятия и определения измерительной техники; классификация приборов и особенности применения микропроцессоров. Изучение программного обеспечения комплекса автоматизации измерений и компьютера; расчёт экономической эффективности устройства.
дипломная работа [2,4 M], добавлен 15.03.2014Требования регистра к навигационному оборудованию морских судов. Расчет пьезоэлектрического преобразователя. Разработка математической модели обработки навигационной информации и формирования управляющих сигналов. Расчет надежности корреляционного лага.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 03.06.2014Измерительные информационные системы (ИИС) являются симбиозом аппаратных средств и алгоритмов обработки измерительной информации. Рассмотрение различных первичных измерительных преобразователей (датчиков) в ИИС. Классификационные признаки датчиков.
контрольная работа [440,1 K], добавлен 20.02.2011Структурная схема цифровых систем передачи и оборудования ввода-вывода сигнала. Методы кодирования речи. Характеристика методов аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования. Способы передачи низкоскоростных цифровых сигналов по цифровым каналам.
презентация [692,5 K], добавлен 18.11.2013Теоретические сведения об указателях скорости и высоты полета. Применение аналого-цифровых преобразователей, кремниевых датчиков давления. Микросхемы управления цифро-буквенными индикаторами. Расчет количества проводов, мощности и надежности системы.
дипломная работа [8,3 M], добавлен 12.12.2011Характеристика видов и цифровых методов измерений. Анализ спектра сигналов с использованием оконных функций. Выбор оконных функций при цифровой обработке сигналов. Исследование спектра сигналов различной формы с помощью цифрового анализатора LESO4.
дипломная работа [2,5 M], добавлен 03.05.2018Сферы применения цифровых устройств и цифровых методов. Преобразование одного кода в другой с помощью преобразователей кодов. Структурная схема устройства, его основные узлы. Синтез схем формирования входного двоичного кода и его преобразования.
реферат [719,9 K], добавлен 10.02.2012Закономерности развития измерительных технологий. Системное и эксплуатационное оборудование, методология измерений. Особенности измерений сигналов систем связи. Основные параметры, измеряемые в бинарном цифровом канале, тестовые последовательности.
курсовая работа [118,4 K], добавлен 02.09.2010Изобретение и развитие микропроцессоров. Микроконтроллеры различных типов. Принципиальная схема микропроцессорной системы. Выбор датчиков Расчет основных элементов МПС. Составление алгоритма работы схемы, программы для нее. Сборка МПС в программе Proteus.
курсовая работа [387,3 K], добавлен 25.04.2016Организация технологического процесса измельчения зерна. Структурная схема и элементы автоматизации процесса, выбор и обоснование датчиков. Анализ системы автоматического регулирования, определение ее устойчивости. Определение передаточной функции САР.
курсовая работа [944,2 K], добавлен 21.05.2016Структурная схема микроконтроллерной системы. Схемы подключения микроконтроллера, цифровых и аналоговых сигналов, линейного дисплея и клавиатуры. Текст главной программы на языке Ассемблера для МК51. Программа ввода и обработки аналоговой информации.
курсовая работа [372,6 K], добавлен 19.12.2013Проектирование домовой распределительной сети сигналов телевидения для жилого дома. Структурная схема цифровой системы передачи сигналов изображения и звукового сопровождения. Основные параметры кабеля SNR RG11-M-Cu. Технические характеристики усилителя.
контрольная работа [837,7 K], добавлен 18.09.2012Технические характеристики цифрового компаратора. Описание цифровых и аналоговых компонентов: микросхем, датчиков, индикаторов, активных компонентов, их условные обозначения и принцип работы. Алгоритм работы устройства, структурная и принципиальная схемы.
курсовая работа [1023,2 K], добавлен 29.04.2014Проектирование устройства, выполняющего быстрое преобразование Фурье на 512 точек сигналов. Описание архитектуры процессоров ЦОС семейства ADSP-219x. Реализация последовательного канала связи. Разработка структурной и функциональной схем устройства.
курсовая работа [1,6 M], добавлен 16.01.2013Структурная схема системы связи. Временные и спектральные диаграммы на выходах функциональных блоков системы связи. Структурная схема приёмника. Вероятность ошибки на выходе приемника. Использование сложных сигналов и согласованного фильтра.
курсовая работа [425,4 K], добавлен 03.05.2007Понятие цифрового сигнала, его виды и классификация. Понятие интерфейса измерительных систем. Обработка цифровых сигналов. Позиционные системы счисления. Системы передачи данных. Режимы и принципы обмена, способы соединения. Квантование сигнала, его виды.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 21.03.2016Общие сведения и классификация методов и приборов СВЧ цепей. Основные методы и средства измерений параметров СВЧ цепей. Обобщенная структурная схема измерителя (анализатора). Измерительные направленные ответвители. Скалярные анализаторы цепей.
реферат [82,7 K], добавлен 23.01.2009Структурная схема, характеристики и режимы работы микросхемы преобразователя Угол-Код для обработки сигналов индуктивных датчиков типа СКВТ (синусно-косинусные вращающиеся трансформаторы). Ее сравнение с зарубежными аналогами и модулями на их основе.
статья [3,1 M], добавлен 28.01.2015Классификация цифровых приборов. Модели цифровых сигналов. Методы амплитудной, фазовой и частотной модуляции. Методика измерения характеристики преобразования АЦП. Синтез структурной, функциональной и принципиальной схемы генератора тестовых сигналов.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 19.01.2013
