Автоматты Өлшеу ҚҰрылҒыларыныҢт ҚҰрудыҢ негізгі принциптері

Қарапайым автоматты өлшеу құралдарының структуралық схемасы 5.1-суретте келтірілген. Өлшенетін физикалық шамалар өлшеу түрлендіргіші ИП арқылы қабылданады. Өлшеу түрлендіргіштерінің шығыстық сигналы коммутатор Км арқылы кезекпен бергіш түрлендіргішіне (шығыстық түрлендіргіш) ВП түседі. Шығыстық түрлендіргіштің шығысы байланыс каналымент КС жалғасқан. Ақпараттық сигнал байланыс каналы арқылы қабылдау түрлендіргішіне ПП түсіп, одан әрі сигналдарды аналогтық өңдеу құрылғысына өтіп, сигнал күшейтіледі.Өңделген сигнал аналогтық-цифрлік түрлендіргіште АЦП аналогтық сигнал цифрлік түрге түрленеді. Цифрлік сигнал ары қарай өлшеу нәтижесінің индикаторына ИР беріледі. Өлшеу нәтижесін бағалау және басқару шешімдерін оператор жүзеге асырады. Бұл жүйе ақпараттарды жинақтау және оларды тіркеу функцияларын ғана орындайды. Блоктардың орналасу тәртібіне қарай, бұл жүйенің бірнеше модификациясы кездеседі. Мысалға, кейбір жүйелерде АЦП коммутатордан Км кейін орналасуы мүмкін, бұл жағдайда байланыс каналына КС тікелей цифрлік ақпарат беріліп, ақпараттардың бөгелуге қарсы тұру қабілеттілігі күшейеді. Қазіргі таңдағы интегралдық технология әрбір өлшеу түрлендіргіштері ИП мен АЦП-і конструктивтік түрде буртұтас қондырғы қылып жасауға мүмкіндік береді. Мұндай жүйенің ерекшелігі аналогтық сигналдарды коммутациялау операциясының қажетсіз екендігіне, яғни цифрлік ақпарат байланыс каналына тікелей беріледі. (12.2-сурет)

Қабылдау бөлімі жағында орналасқан цифрлік өңдеу қабырғасы УЦО келіп түскн ақпараттарды одан әрі өңдеуге арналған. Өлшеу процессін басқару үшін, белгілі бір құрылған алгоритм бойынша істейтін логикалық басқарушы құрылғы (жүйелік немесе аспаптық контроллер) қолданылады. Контролердің функциясына параметрлерді өлшеу тактісінің ұзақтығын тағайындау, коммутаторды ажыратып - қосу, тіркеу және өлшеу нәтижелерін цифрлік өңдеу процесстері кіреді. Қазіргі кезде микропроцессорлық контроллердің ерекшелігі, өлшеу жүйесі жұмысының алгоритмін өзгертіп отыруға мүмкіншілік туғызады. Контроллердің орнына қазіргі кезде электрондық есептеу машиналары да қолданылады. 12.3 – суретте құрамында есептеу машинасы ЭВМ бер жүйенің структуралық схемасы келтірілген. Өлшеу аспаптарынан есептеу машинасына ақпараттар арнайы басқарушы программа арқылы беріліп отырады.

Жоғарыдағы құрылымдық схеманың кемшілігі, жүйе құрамына көптеген өлшеу аспаптары кірген жағдайда, олардың әрқайсысына арнайы интерфейс қажет болады, сол себептен ЭЕМ кірістік құрылғыларының саны күрт көбейіп кетеді. Бұл жағдай өз кезегінде ЭЕМ – мен сыртқы құрылғылардың арасындағы байланысты қиындатады және де жүйенің структуралық схемасын күрделі етіп жібереді. Бұл кемшілікті жою үшін сыртқы өлшеу аспаптарымен байланыс структурасы магистралдық түрде болып келеді (12.4-сурет).

Бұл каналда ақпараттармен алмасу асинхрондық принциппен жүреді. Нәтижені беру каналына қосылған әрбір құрылғы төмендегі үш функцияның кез-келгенін атқара алады: ақпараттарды беруші құрылғы, ақпараттарды қабылдаушы құрылғы, ақпараттарды қабылдаушы құрылғы немесе басқарушы құрылғы (контроллер). Мұндай структуралы жүйенің артықшылығы, аспаптар мен құралдардың аз мөлшерде қажеттілігі және түрлі функцияны атқарушы жүйені құруға мүмкіншілік туады.

Жалпы жағдайда нәтижелерді беру каналы келесі жабдықтардан тұрады:

Жүйелік контроллер, жүйенің жеке элементтерінің жұмысын ұйымдастырып, қадағалау функциясын атқарады.

Байланыс желісінің жүйесі, басқару және өлшеу ақпараттары беріліп отырады.

Алмасудың интерфейстік схемасы (ИСО), өлшеу аспаптары мен түрлендіргіштерін ИП жүйелік байланыс каналымен түйістіреді.

Ақпараттарды микропроцессорлық өңдеуге және басқаруға негізделген өлшеу жүйесінің жалпылама структуралық схемасы 12.5-суретте келтірілген.

Өлшеу жүйесінде аналогтық өлшеу ақпараттарын жинақтау, оны цифрлік кодқа алмастыру, түрлі түрлендіру процестері және тіркеу процестері жүзеге асады. Жүйе құрамына аналогтық өлшеу жүйешесі ПИП, операциондық жүйешесі ОП және ақпараттарды енгізу және шығару жүйешесі ПВВ кіреді.

Автоматты өлшеу аспабында өлшенетін физикалық шама X_i алғашқы өлшеу түрлендіргіші ПИП көмегімен аналогтық сигналға Y_i алғашқы өлшеу түрленеді. Түрленген сигнал өлшеу тізбегіне ИЦ беріледі. Өлшеу тізбегінің ИЦ құрамына аналогтық коммутатор, көпірлік схемалар, күшейткіштер, фильтрлер, дедекторлар т.с.с. жабдықтар енеді. Өлшеу тізбегінің шығыстық сигналы унификацияланған болып келеді де, ары қарай шығыстық аналогты-цифрлі түрлендіргішке АЦП түседі. Ақпараттар АЦП арқылы алмасудың жүйелік каналына беріледі.

Операциондық жүйеше ОП АЦП түрлендіргішінен түскен ақпараттарды өңдеп, өлшенетін физикалық шаманың x _i сандық мәнін анықтайды. Операциондық жүйешесінің міндетіне жүйе элементтерінің жұмысын үйлестіру және басқару ықпалын тудыру функциялары да кіреді. Операциондық түрлендіргіштің орнына кей жағдайларда есептеу машиналары да қолданылады.

12.6 – суретте операциондық түрлендіру жұйешесінің орнына интегралдық схемада орындалған микропроцессорлық комплект МПК БИС енгізілген өлшеу жүйесінің структуралық схемасы

12.6 Сурет Операциондық жүйені микропроцессорлық комплектімен алмастыру

келтірілген. Ақпараттар ағыны А операциондық жүйеге кірістік интерфейс В_ХИ арқылы беріледі. Интерфейсте кірістік код деңгей бойынша және формат бойынша қалыпқа келтіріледі. Операциондық жүйедегі кірістік ақпараттық ағынның А өңделу алгоритмін үйлестіретін және басқаратын құрылғы жергілікті басқару құрылғысы УМУ болып табылады. Жергілікті басқару құрылғысында операциондық жүйенің жұмыс істеу программасы сақталған. Ақпараттарды арифметикалық-логикалық өңдеу процессі микропроцессорда МП іске асырады. Өңдеу нәтижесі оперативтік есте сақтау құрылғысына ОЗУ түседі немесе шығыстық интерфейс арқылы ВыхИ операциондық жүйеден сыртқы тізбекке жіберіледі (В-ағыны). Операциондық жүйе жұмысын және оның жеке элементтерінің жұмыстарын синхронды түрде жүзеге асырушы құрылғы синхрогенератор СГ болып табылады. Микропроцессор, кірістік және шығыстық интерфейстер орталық процессорды ЦП құрайды.

Жоғарыда келтірілген өлшеу жүйелернде түрлі құрылғылардың өзара сәйкестендіру міндетін интерфейстік алмасу схемасы атқарады, сол себебтен интерфейсті дұрыс ұйымдастырудан өлшеу жүйесінің тиімділігі артады.

Дата добавления: 2015-10-16