Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



Панель управления

Клавиатура

Аттенюатор и устройство выбора режима

Преобразователь uu=

Преобразователь R-*-u --

Делитель напряжения и образцовая мера сопротиБ-пен-ия Ro6p

Опорное напряже-

ние U

Дисплей

Сдвигающий регистр

Сдвигающий регистр

Выход Б 1 канал связи (ШЕЕ 488)

ОЗУ HZ

Микропроцессор

Генератор тактов

Сдвигающий регистр

Блок нормализации сигналов

1лок управления j

Рис. 2.45. Структурная схема ЦВ 7115 фирмы Systron-Donner

в себя шесть команд. При времени выполнения команды регистр-регистр 1 = 2 мкс это занимает 12 мкс, т. е. выборки могут браться с частотой 80 кГц. Подготовка к циклу занимает одну команду. Обработка в конце при числе выборок, кратном двум, также занимает одну команду, т. е. малую часть времени- взятия выборок. При числе выборок в серии и = 256 частота выдачи усредненных данных результатов

/ = l/(n-6tk + 2Ц) = 10256-12 -f- 4 = 350 Гц.

Использование МП для автоматической коррекции погрешностей и диагностирования отказов рассмотрим на примере интегрирующего ЦВ 7115 фирмы Systron-Donner. Структурная схема вольтметра приведена на рис. 2.45. В ЦВ модели 7115 применен МП типа 4004 фирмы Intel. Основными устройствами ЦВ являются АЦП, блоки нормализации сигналов и управления. Блок нормализации приводит входные измеряемые сигналы (напряжения постоянного и переменного тока, сопротивление постоянному току) к унифицированному сигналу {и), который подается на вход АЦП, работающего по методу двойного интегрирования. Блок управления обеспечивает выбор режима работы для заданного вида измерений и создание нужной конфигурации системы, управление АЦП и дисплеем. Основой блока управления

является МП, связь которого с другими устройствами выполняется с помощью сдвигающих регистров, осуществляющих необходимое преобразование параллельного кода в последовательный, воспринимаемый МП. Управление МП осуществляется с помощью клавиатуры, расположенной на панели управления, или через стандартный интерфейс IEEE 488. Программа работы МП хранится в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), имеющем штекерный ввод.

Погрешность ЦВ определяется элементами блока нормализации, АЦП и источника опорного напряжения (примерно 19 прецизионными резисторами, 12 переключателями и 2 нормальными элементами). Введение автоматической коррекции позволяет уменьшить число критических элементов до 5 (4 резисторов и 1 нормальный элемент). Цикл коррекции повторяется после каждого 100-го или 1000-го измерения (по заданной программе) или по внешней команде, а также при включении прибора. Цикл коррекции осуществляется в соответствии с универсальным уравнением коррекции и состоит из 16 измерений, обеспечивающих контроль начальных и конечных точек каждой шкалы во всех режимах работы. Для этих измерений используются встроенные высокосгабильные и прецизионные резистивные делители опорного напряжения, а также внешние элементы.



В результате этих измерений определяют значения 16 величин (А - S):

А - 0Д[/= КУ; J - 1 кОм МК;

В-Ш=КУ; К-ЮкОмМК;

С - 10(7= КУ; L - 100 кОм МК;

D - Аттенюатор t/=; М - Uнуль;

£-0,Ш» нуль; N-W.KY;

F - Ш= нуль; Р - lot/.. КУ;

G - кОм нуль; R - 10017.. КУ; Я - 0,1 кОм МК; S - lOOOt/.. КУ

(КУ - коэффициент усиления, МК - масштабный коэффициент).

Значения А - S используются для вычисления 16 других параметров Л, - S,, определяемых по приведенным ниже уравнениям и вычисленных по определенному алгоритму с помощью МП:

А =(А-Е)-Ю-;

JSi=(JS-f)-10-

Ci=(C-f/10-180)-10-

Di=(D-£)(2-i)-10-

£i = £ - 200;

£,=£-200;

Gi = G - 200;

Hi =(H-G)-10-

Ji=(J-G)-10-;

=(if-G)10- = ; Li =(L-G)-10-5; M={M- 1200); /Vi=(/V-Mi)-10-5; Pi=(P-Mi)-10- R=(R-M)-10-; Si = (S-/Wl)10-

Значения /4, - вводятся в ОЗУ как константы и используются для вычисления поправок по следующему универсальному уравнению коррекции:

Яск=[±(Я„еск-200)Х]У,

где Яск и Янеск - соответственно скорректированный и нескорректированный результаты; X и У - переменные, вычисляемые на основе констант y4i - в зависимости от вида. измерений и диапазона следующим образом:

при измерении (7= в диапазоне до 0,1 В X = £i, Y = (2-Ai); 1 В Ar = £i, У = (2--JSi); 10 В X = £i/10, y = (2-Ci); 100 В X = £i, y = (2-JSi)(2-Di); 1000 В X = = £i/10, y = (2-Ci)(2-Di);

при измерении R в диапазоне до 0,1 кОм AGi, У = (2-Hi); 1 кОм X = Gi, y = (2-Ji); 10 кОм X = Gi, Y = (2-K,); 100 KOMAr = Gi, y = (2-L,); 1000 кОм X = = Gi/10, y = i(2-Li)(2-JSi); 10000 кОм X = Gi/100, y = i(2-Li)(2-Ci);

при измерении t/.. до 1 В X = Mi, Y =

= (2-/Vi); 10 В Ar = /Wi, y = (2-Pi); 100 В X = M, y = i(2-JSi)(2-Ki); 100 В X = = M„ y = i(2-Bi)(2-Si).

Параметры y4i - Si используются также и для диагностики отказов. Обнаружение отказов основано на том, что при нормальной работе параметры /4, - S, должны лежать в определенных пределах: А--М в пределах + 0,2 % номинального значения, а N - - Si в пределах +0,7%. Если при сравнении измеренного значения параметра с заданными пределами оказывается, что оно лежит вне этих пределов, то диагностическая программа выдает соответствующий сигнал и зажигается предупредительный световой сигнал. Определенное сочетание параметров, значения которых оказались вне заданных пределов, соответствует вполне определенному отказу, например параметры iVi, Р, Я,, Si соответствуют преобразователю переменного напряжения.

На дисплее имеется 34 дополнительных светодиода, предназначенных для индикации режима работы и отказов других элементов, а также состояния контактов и переключателей прибора. Расхождение между действительным состоянием переключателей, индицируемых с помощью светодиодов, и требуемым указывает на отказ в выполнении команды на установку требуемого режима работы в системе ввода-вывода или в сдвигающих регистрах или на неправильную передачу данных к сдвигающим регистрам (из-за отказов оптоэлектронных приборов, ЗУ, сдвигающих регистров или переключателей). Один из 34 светодиодов производит индикацию тактовых импульсов, другой - индикацию выполнения отсчетов входного сигнала, и еще один - состояния ключа в канале длительности в АЦП. Отсутствие индикации этих трех светодиодов указывает на отказ МП, ПЗУ или логических схем устройства управления.

Алгоритм работы МП приведен на рис. 2.46. Программа начинает выполняться после включения напряжения питания. Сначала реализуется процедура коррекции, в хо-де которой производится определение и запоминание ряда констант. Затем производится ввод в ОЗУ сведений о режимах измерений, диапазоне и др. Следующим является режим измерения, который обеспечивается необходимой коммутацией цепей с помощью релейных контактов и электронных ключей. В режиме АВП измерений производится контроль переполнения и переход к другому диапазону. При выборе требуемого диапазона производится, при необходимости, коррекция результата в соответствии с приве-



Старт

.-Автоматическ.


Измерение и запоминание констант, диагностика

Выбор режима работы, установка диапазона измерений

Установка диапазона

Переключение диапазонов к максимальному

Измерение

Переключение диапазонов от первого

Перейти к другому диапазону или оставить •выбранный?

Переполне-. ние мапо?-


Вывод данных на дисплей и Б устройство связи

Требуется ли. отображение результатов

диагностики?


Вьюод констант на дисплей

Рис. 2.46. Алгоритм работы МП ЦВ 7115 фирмы Systron-Donner

денным выше уравнением универсальной корректировки. Затем, при необходимости, производится обработка данных, после чего результат измерения выводится для индика-

ции на дисплей. Описанная программа занимает в ПЗУ 2,5 Кбайт. Подпрограмма обработки данных занимает 1,5 Кбайт.

Калибровка современных универсальных



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


0.0097