Электронные измерительные системы. Цифровые вольтметры. Осциллографы. Системы сбора данных, страница 19

Это время, которое должно пройти, прежде чем выходной сигнал войдет в допустимые пределы отклонения от конечного значения; его назы­вают «временем установления». О максимальной скорости сканирования говорят также как о «пропускной способности» (выражаемой числом кана­лов в секунду). Кроме того, мультиплексор не является идеальным устрой­ством. Он имеет ненулевое сопротивление между входом и выходом в режи­ме «включено», вносит небольшую ошибку смещения нуля и не обеспечи­вает полной изоляции выключенных каналов. Даже в состоянии «выключе­но» некоторая доля входного сигнала проходит на выход мультиплексора. Правда, в каждом конкретном приложении путем тщательного отбора, как правило, можно добиться того, чтобы эти ошибки оставались малыми.

4.5.7 Автоматизированные измерительные системы

Компьютеризованная измерительная система включает в себя (мини)ком-пьютер, работающий «в реальном времени» или, как говорят, в режиме «on-line». Этот компьютер оборудован системой сбора данных для измере­ния физических сигналов и системой распределения данных для управления физическими процессами. В предыдущих разделах мы рассмотрели отдель­ные узлы и блоки такой измерительно-управляющей системы. Здесь же пред­метом изучения будет сама система в целом.

В самом общем случае компьютеризованная измерительная система мо­жет быть спроектирована двумя способами: как централизованная система и как децентрализованная система. На рис. 4.34 приведен пример системы с «централизованной» архитектурой. Мы называем эту систему централизо­ванной, потому что части системы, ответственные за преобразование сиг­нала, используются для обработки всех сигналов последовательно. Поэтому соответствующая электроника размещается обычно в центральном компью­тере. Достоинства этой системы очевидны: благодаря использованию час­тей, ответственных за преобразование сигнала, по принципу разделения времени

стоимость системы низка. На рис. 4.35 показана измерительная сис­тема с «децентрализованной» архитектурой. В этой системе каждый канал содержит свои собственные узлы преобразования и только цифровой про­цессор работает в режиме временного мультиплексирования. Такой прин­цип позволяет производить оптимизацию в каждом канале независимо. Кро­ме того, блоки преобразования при такой архитектуре могут быть в k раз более медленными, чем те же узлы в централизованной системе. Следова­тельно, эти отдельные блоки преобразования будут менее дорогими. В такой системе преобразование можно выполнять локально в месте расположения источника сигнала, а это означает, что сигналы от измерительного источ­ника к процессору можно передавать в цифровом виде (а не в виде аналого­вых сигналов, которые очень чувствительны к помехам). Далее, используя микрокомпьютеры, каждый из каналов можно снабдить своим собствен­ным препроцессором, разгружающим главный процессор. Соединение меж­ду процессорами в измерительной системе может быть реализовано в виде «шины».О системе с такой архитектурой говорят как о распределенной из­мерительной системе. Процессор может быть соединен также с другими, автономно работающими измерительными системами, не входящими в со­став системы сбора данных. Часто это осуществляют с помощью той или иной стандартной шины (например, с помощью шины IEEE-488). На рис. 4.36 приведен пример такой системы.