Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



К ГИ


Рис. 2.43. Устройство АВП измерений с последовательным увеличением чувствительности: а - алгоритм работы устройства; 6 - функциональная схема устройства

сигнал, обеспечивающий срабатывание ре-

ле Pi и включение резистора Ru соответствующего наименьшей чувствительности прибора.

Если при этом выполняется условие uJijq>Ui„ то выходное напряжение устройства сравнения равно нулю и управляющие импульсы от генератора ГИ не проходят на счетный вход триггера Гг,. При этом прибор остается включенным на наименее чувствительный предел измерения. Если выполняется условие uJii<Ua, то устройство сравнения переключается в противоположное состояние и его выходное напряжение разрешает прохождение управляющих импульсов от Г И на счетный вход триггера Гг, до тех пор, пока не наступит выполнение неравенства ujii > u„. При этом выходное напряжение устройства сравнения становится равным нулю и поступление импульсов на счетный вход триггера Гг, прекращается. Прибор оказывается включенным на требуемый предел измерения. Для устранения ошибки в выборе предела период импульсов генератора Г И выбирается большим вре-

мени установления выходного напряжения входного устройства.

В устройствах АВП измерений с последовательным понижением чувствительности схема алгоритма работы устройства отличается от схемы с последовательным увеличением чувствительности только начальным значением предела (JV = 1) и условием перехода на следующий, менее чувствительный предел измерения {ujcj>щ - верхнего порогового напряжения). Структурная схема устройства АВП измерений с последовательным понижением чувствительности не имеет принципиальных отличий от схемы на рис. 2.43,6. Разница в том, что резистор jR, соответствует максимальной чувствительности прибора, и устройство производит переключение пределов измерения при выполнении условия uJCfKU.

Реверсивное устройство АВП измерений позволяет несколько сократить время, затрачиваемое на АВП измерения. В этом устройстве используются два пороговых напряжения: и„ и Ub> с которьши производится сравнение выходного напряжения входного




Рис. 2.44. Устройство АВП измерений реверсивного типа; а - схема алгоритма работы устройства; б - функциональная схема устройства

устройства. Схема алгоритма работы системы приведена на рис. 2.44, а. В исходном состоянии система может находиться на любом N-M пределе измерения. Если измеряемое напряжение соответствует установленному пределу измерения, то выполняется условие Uy<Uy.kf<и и процесс выбора предела измерения заканчивается.

Если выполняется условие Uxkfi < и„, то устройство переходит на (N - 1)-й, более чувствительный предел измерения, а если Uxkn>Ug, то устройство переходит на (iV-l-

-I- 1)-й, менее чувствительный предел измерения. Необходимый предел измерения будет достигнут при выполнении неравенства <

<Uxki<Ug.

Функциональная схема, реализующая рассмотренную схему алгоритма работы реверсивного устройства АВП, приведена на рис. 2.44,6. Устройство АВП содержит два

сравнивающих устройства УС, и УС2, реверсивный счетчик на триггерах Тг,, и Тг, дешифратор состояния счетчика на схемах И-И-, и реле -Рт Если выполняется условие ujif > и, то УСз разрешает вычитание из результата, накопленного в счетчике, тактовых импульсов ГИ. Если выполняется условие Uxkn<Uyf, то УС, разрешает сложение реверсивным счетчиком тактовых импульсов ГИ. Сложение или вычитание импульсов будет продолжаться до тех пор, пока не наступит выполнение неравенства < ujifj < «в. При выполнении этого неравенства процесс выбора предела измерения заканчивается

Работа реверсивного устройства АВП по схеме на рис. 2.44,6 происходит следующим образом. Если измеряемое напряжение имеет значение, удовлетворяющее условию u„<Uxki<Us, то УС, находится в состоя-



Измерение напряжетя и силы тока

НИИ, при котором сигнал на его выходе соответствует уровню логической 1, а УС2 - в состоянии, при котором сигнал на его выходе соответствует уровню логического 0. В результате на входы схемы Э, подаются сигналы запрета и выходные импульсы генсг ратора ГИ не проходят на вход триггера Тг,. При этом устройство АВП остается включенным на выбранном пределе измерения. Если и имеет значение, удовлетворяющее условию uj<f<u„, то выходные сигналы обоих устройств сравнения соответствуют уровню логического О и на вход схемы Э, из схемы Ид поступает сигнал, разрешающий прохождение импульсов ГИ на вход триггера Гг,. При этом реверсивный счетчик осуществляет сложение импульсов генератора ГИ и происходит поочередное переключение пределов измфения с повышением чувствительности.

Если измеряемое напряжение и имеет значение, удовлетворяющее условию ufew > > «в, то выходные сигналы обоих устройств сравнения соответствуют уровню логической 1 и на вход схемы Э, от УС2 подается сигнал, разрешающий прохождение импульсов генератора ГИ на вход реверсивного счетчика. При этом счетчик осуществляет вычитание импульсов и происходит поочередное переключение пределов измерения с понижением чзвствительности.

Рассмотренными алгоритмами и методами адаптации предела измерения к значению входного сигнала практически исчерпывается все многообразие современных устройств АВП измерения. Эти алгоритмы могут быть реализованы не только аппаратными методами жесткой логики (как показано на рис. 2.43 и 2.44), но и с помощью программ, реализуемых МП, как это сделано в вольтметре Щ1531.

Применение МСВТ позволило осуществить в ЦВ математическую обработку результатов измерений. Так, в интегрирующих ЦВ 7055, 7065 фирмы Solartron-Schlumberger обработку результатов производит МП 68(Ю фирмы Motorola, который осуществляет также управление работой ЦВ. Микропроцессор совместно с запоминающим устройством (ЗУ) и интерфейсным модулем RS-232 позволяет реализовать восемь программ обработки и 16 расчетных операций. Встроенная девятая программа осуществляет контроль за всеми выполняемыми операциями, так что оператор, работающий с прибором, может выбирать любую операцию по обработке результатов измерений и желаемый период интегрирования. Восемь программ позволяют умножать результат измерения на любое по-

стоянное число С (Л = ХС, С - любое постоянное число, вводимое с клавиатуры), определять, на сколько процентов результат измерения отличается от заданного значения постоянной величины и [Л = 100(х - и) /и, п - номинальная величина], вычитать из измеряемой величины постоянное число С {R = X - C), делить результат измерения на постоянное число С [R = Х/С, R = 20lg{X/C), R = Х/С], определять максимальное и минимальное значения результатов нескольких измерений и производить алгебраическое вычитание максимальных и минимальных значений результатов измерений (R = X, R =

= Хт,х, R = min, R = Х,тх - Xmin), фиксировать на индикаторе экстремальные результаты измерений и отклонение результатов измерений от заданного значения, определять результаты измерений, выходящие за предельные значения, устанавливаемые на передней панели, проводить статистический анализ результатов измерений (каждое измерение R = Xk) - нахождение среднего значе-

клонения

R = X =~ xi стандартного

к=1

диспер-

=-- (Xj, -Х) и среднеквадратического знатения результатов измевений /4-Х i линеаризовать

изме-

ряемые зависимости, что необходимо, например, при измерениях температуры (R = a + ,+bXp + cXl + dXl).

Одиннадцать аналогичных программ реализовано в ЦВ Щ1531. Рассмотрим в качестве примера операций, выполняемых МП в приборе Щ1531, алгоритм усреднения выборок, который может быть выполнен МП в режиме on-line, т. е. без предварительного накопления данных перед обработкой в памяти. В каждом цикле происходит суммирование очередной выборки и изменение состояния счетчика циклов. Для накопления суммы, а также в качестве счетчика циклов используются регистры общего назначения, причем из-за их малой разрядности (1 байт) для суммы необходимо использовать два регистра, которые рассматриваются как один регистр двойной длины. Это позволяет усреднять до 256 выборок по 1 байту каждая. При этом в цикл необходимо ввести ветвь проверки переноса, так как в примененном МП (серия 145) отсутствуют команды расширенной (двойной) арифметики.

Циклическая часть программы включает



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 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168


0.0099