Электронные измерительные системы. Цифровые вольтметры. Осциллографы. Системы сбора данных, страница 20


320   Электронные измерительные системы

Если в централизованной системе сбора данных сигналы в отдельных каналах сильно различаются по величине, то можно в центральную часть системы добавить программируемый усилитель. Тогда его коэффициент уси­ления будет изменяться процессором одновременно с изменением адреса канала. Однако переключение усилителя на новое значение коэффициента усиления потребует определенного времени и из-за этого максимальная ско­рость сканирования в системе понизится. Поэтому важно разбить каналы на группы с примерно одинаковым уровнем сигналов. Тогда можно будет про­граммируемый усилитель переключать не каждый раз при обращении к но­вому каналу. Еще лучше воспользоваться субкоммутацией, предусмотрев, например, три входных мультиплексора (для работы с сигналами низкого, среднего и высокого уровня) и включив на выходе каждого из них свой усилитель с фиксированным коэффициентом усиления так, чтобы только после этого происходило окончательное мультиплексирование сигналов в один канал.

На вход одного из каналов системы часто подают «опорный сигнал» или «сигнал калибровки». Тогда можно обнаруживать уход коэффициентов пе­редачи и запрограммировать цифровой процессор на коррекцию этих оши­бок.

Нередко система сбора данных должна воспринимать также ряд двоич­ных входных сигналов, таких, например, как положение переключателей или выходные сигналы датчиков в системах обнаружения (пожара, пере­грузки и других нежелательных событий). В системе на рис. 4.35 эти сигналы подаются прямо на отдельные входы цифрового мультиплексора. В системе на рис. 4.34 эти сигналы либо подаются на вход процессору независимо, либо через цифровой мультиплексор, обеспечивающий переключение меж­ду выходом АЦП и цифровым входом. Наконец, система сбора данных дол­жна содержать также «блок синхронизации и управления», работающий под управлением компьютера. Этот блок вырабатывает управляющие сигналы, необходимые для


4.5 Системы сбора данных   321

надлежащего функционирования самой системы, на ос­нове которых генерируются адреса каналов, выдаются команды перехода в режим хранения и команды преобразования, устанавливаются коэффици­енты усиления и т.д.

Выбор между использованием независимой внешней шины и встроен­ной шинной организацией зависит от конкретного назначения измеритель­ной системы. В больших проектах, например, при создании автоматизиро­ванной системы очистки нефти, предпочтение отдают обмену сиганалами по встроенной шине, при разработке которой принимают во внимание спе­циальные условия эксплуатации. Однако в случае, когда возникает необхо­димость в измерительной системе, которой предстоит воспользоваться все­го один раз, например, при испытаниях дорогой машины во время ее пер­воначального пуска, скорее следует применить стандартную внешнюю шину, к которой легко подключить имеющиеся измерительные приборы. В мире измерений и приборостроения для этой цели практически всегда применя­ется шина IEEE-488 (известная под несколькими различными названиями, в том числе под названием «канал общего пользования, КОП» на русском языке).

Шина IEEE-488

Шина IEEE-488 была разработана фирмой Hewlett-Packard в 1972 году и была названа HPIB (Hewlett-Packard Interface Bus). Она известна также как GPIB (General Purpose Interface Bus). В 1976 году эта шина была принята в Европе Международной электротехнической комиссией в качестве стандар­та IEC 625-1 (МЭК 625-1), а в 1978 году — американским Институтом ин­женеров по электротехнике и электронике в качестве стандарта IEEE-488. Результатом международной стандартизации стало то, что в настоящее вре­мя почти каждый заслуживающий внимания измерительный прибор снаб­жен шиной IEEE-488. Эта шина служит гибким интерфейсом между измери­тельными приборами, компьютерами и периферией (то есть такими вне­шними устройствами, как плоттеры, принтеры и т.д.).