Главная Об электрических измерениях. Достоинства и недостатки



в последние годы развитие электроники привело к созданию больших интегральных схем (БИС). Из нескольких БИС собирается микропроцессор - объединение арифметико-логического блока с блоком, храняшим микротфограммы для выполнения набора стандартных команд, и блоком микротфограммного управления.

Микропроцессор способен вьшолнять самые разнообразные математические вычисления и решать логические задачи. Это как бы серд-цевтша ЭВМ. Но для его работы необходимы дополнительные блоки: оперативной и постоянной памяти, ввода команд и входной информации, вывода результатов вычислений. Все упомянутые дополнительные блоки также существуют в виде БИС.

Объединяя микропроцессоры с набором перечисленных блоков, строят микрокомпьютеры (микроЭВМ). Микропроцессоры и микрокомпьютеры уступают большим ЭВМ по быстродействию и объему памяти, по числу разрядов кодовых слов, с которыми вьшолн}пот-ся математические и логические операции. Поэтому они обладают меньшей производительностью. По этим же причинам они, как правило, не приспособлены для использования язьжов высокого уровня, что создает некоторые дополнительные трудности тфи программировании. Но влесте с тем у микрокомтаютеров имеются существенные преимущества перед большими ЭВМ и даже перед миникомпьютерами. Это дешевизна, высокая надежность, малые габариты, малое потребление мощности.

Применжельно к ИИС появление микропроцессоров и микрокомпьютеров привело к возможности децентрализации обработки информации с вытекающими отсюда последствиями - повышением надежности и живучести систем, увеличением разнообразия и сложности выполняемых ими функций. Микрокомш>ютеры можно специализировать в ИИС по отдельным задачам или группам родственных задач. На их основе становится рациональным построение блоков, прежде выполнявшихся в виде специализированной электронной аппаратуры.

Возможно, например, такое разбиение функций по обработке информации между микрокомпьютерами: 1) линеаризация характе]ристик, сглаживание сигналов, масштабирование и преобразование кодов; 2) вычисление результатов косвенных и совокупных измерений, ин-теграпьных расходов, технико-экономических показателей; 3) сравнение параметров с уставками, грогнозирование аварийных ситуаций, логическая обработка информации; 4) статистическая обработка данных в статике и в динамике; 5) сжатие данных.

Для ИИС, охватывающих территориально разобщенные объекты, может оказаться вьподной децентрапизация обработки информации по территориальному признаку или по сложившемуся разделению между объектами по технологическому признаку.



5.5. СПЕЦИФИЧЕСКИЕ БЛОКИ И УЗЛЬВ ИИС

Норшяизушщие преобразователи. Назначение этих преобразователей разъяснено в § 5.4. На рис. 5.26 показаны примеры структурных схем наиболее распространенных типов нормализующих преобразователей: для термопар; для термометров сопротивления; для дифференциально-трансформаторных датчиков. Все они вьщают сигнал постоянного напряжения Ц с унифицированным диапазоном (например, от О до 10 В).

Схема для термопар (рис. 5.26,а) включает элемент компенсации температуры холодного спая ЭК, усилитель постоянного тока УПТ и элемент линеаризации ЭЛ. Последний может отсутствовать, если функция линеаризации выполняется общим устройством обработки информации, jj)

Схема для термометров сопротивления (рис. 5.26,6) включает мост М, одним из плеч которого служит терморезистор Я..,и усилитель постоянного тока УПТ.

Схема для дифференциально-трансформэторных датчиков (рис. 5.26, б) содержит усилитель переменного тока У и фазочувстви-тельный выпрямитель ФЧВ.

Нормализующие преобразователи могут быть индивидуальными и групповыми.

Входные и выходные переключатели (коммутаторы). Входной переключатель имеет индивидуальные входы Вх1,BxN и общий выход Вых (рис. 5.27,с), выходной переключатель (рис. 5.27,6) имеет обратную структуру. Первый поочередно подает входные сигналы на общий измерительный преобразователь, и к его ключам К1, KN предъявляются определенные требования метрологического характера. Второй распределяет по выходным устройствам ИИС (выходы Вых1, ...

BbixN) результаты обработки информации. Чаще всего эти результаты выражаются в виде дискретных сигналов - логических и цифровых. Тогда к ключам выходного

[>

коммутатора не тфедъявляются метрологические требования. В этом смысле он проще входного переключателя. Однако при вьщаче цифровых сигналов в виде параллельного ш-разрядного кода приходится одновременно коммутировать ш цепей на входе каждого индивидуального выходного устройства. Поэтому выходные переключатели содержат обычно большее число элементов.



Бх1>

Вых Вху

Вых1 Вых 2

BbixN

Рас. 5.27

В некоторых (дозолыю рэдкжс) случаях, и к выходным переключателям предъявляются метрологические требования. Это бывает, когда в ИИС используются аналоговые приборы воспроизведения информации, содержащие внутри аналоговые элементы памяти.

Переключение входных и выходных цепей может вестись либо всегда в одном порядке (в режиме циклического обегания), либо в произвольном порядке (в режиме программного или адресного опроса, задаваемого блоком управления ИИС). Работа входных и выходных переключателей должна быть синхронизирована. При этом обычно требуется соблюдать определенный временной сдвиг в их работе, зависящий от времени обработки информации в общих блоках и устройствах ИИС. В системах с дальними связями (телеизмерительных) задача синхронизации усложняется, так как невыгодно занимать каналы связи сигналами управления переключателями. В таких системах устанавливают отдельные блоки утфавления переключателями на передающей и приемной сторонах и передают по каналу связи лишь редкие синхронизирующие сигналы для блока утфавления, расположенного на тфиемной стороне.

Ключи во входных переключателях бывают последовательные (для сигналов от источников натфяжения) и параллельные (для сигналов от источников тока). Если источники могут иметь общую точку, то требуется по одному ключу для каждого. Если же объединение не допускается, то требуется по два ключа.

На рис. 5.28, й показана структура последовательного ключа при наличии общей точки между отдельными источниками сигналов U, а на рис. 5.28,6 - при отсутствии ее. В обеих схемах представляет общее сопротивление нагрузки. На рис. 5.29,й показана структура параллельного ключа с общей точкой между источниками токов /, а на рис. 5.29,6 с отсутствием ее. Цепь источника тока обычно не допускает разрыва. Поэтому ключ должен быть перекидным и направлять ток либо в Л, либо в шунтирующую цепь. Дополнительно может быть поставлено требование, чтобы шунтирующая цепь замыкалась до размыкания цепи тока через .

Ключи бывают контактные и бесконтактные. Последние не обеспечивают полного разрьгеа цепи в разомкнутом состоянии и нулевого



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 [98] 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114


0.0185