Выбор параметров объекта, определение требуемой точности и условий измерений, страница 10

3.2. Крейтовая организация функциональных модулей.

Данная ИС также принадлежит к системе КАМАК, но в этом случае установочные позиции для сменных блоков в крейте (станции) занимают функциональные модули приборов. В этом случае измерительную систему можно существенно упростить, исключив одинаковые функциональные части используемых приборов.

Функциональная схема ваттметра состоит из следующих блоков: входной блок, играющий роль спецпреобразователя, АЦП, микропроцессорная система МПС, цифровой индикатор ЦИ, ЦАП и блок питания БП. МПС выполняет функции управления прибором, осуществляет взаимодействие с внешним интерфейсом, программирование прибора, взаимодействие пользователя с органами управления на лицевой панели и др.

 

Аналогичным образом построены структуры  вольтметра и частотомера.

 

Поскольку отличие заключается только во входных блоках этих приборов, то, применив коммутатор, можно свести эти три структуры к одной:

 

Состав функциональной схемы: схема состоит из входных блоков ваттметра, вольтметра, частотомера, коммутаторов MUX, АЦП, ЦАП, МПС, ЦИ, БП.

Информация с входных блоков поступает на коммутатор (мультиплексор), МПС в любой момент может подключить к АЦП сигнал с любого из входов коммутатора и обработать его. Управление входными блоками осуществляется также МПС с помощью ЦАП и еще одного коммутатора. Результаты измерений отображаются на цифровом индикаторе.

При организации такой структуры в крейте необходимо учесть, что станции устанавливаются в разъем, включенный в шину крейта, и что по этой шине можно передавать только цифровые сигналы.

Можно предложить два варианта построения крейтовой системы. Первый заключается в том, что каждый из входных преобразователей устанавливается в отдельное гнездо крейта, т.е. является станцией крейта. Второй вариант, когда все входные преобразователи реализуются на одной ячейке крейта, т.е. представляют собой одну станцию. Первый способ предпочтительней второго, поскольку каждому преобразователю выделяется больше места, что позволит реализовать более качественную схему, уменьшится число разъемов на лицевой панели (только свой разъем будет), сигналы с разных источников и преобразователей не будут влиять друг на друга. Но, как было сказано, архитектура крейта требует в этом случае, чтобы на каждой станции-преобразователе стояли свои схемы АЦП-ЦАП, что является нерациональным:

 

Первый вариант крейтовой организации ИС.

В этой схеме функции МПС и коммутаторов выполняет сам крейт с помощью подключенной к нему внешней ПЭВМ.

Можно сказать, что первый вариант крейтовой организации функциональный модулей больше похож на приборную реализацию крейтовой ИС.

Второй вариант реализуется по общей функциональной схеме.

 

3.3. Виртуальные приборы.

Виртуальные приборы представляют собой комплекс из аппаратного и программного обеспечения компьютера. Аппаратная часть представляет собой платы расширения компьютера, выполняющие функции приборов, т.е. вольтметры, частотомеры и пр. Как правило, одна плата расширения может выполнять множество различных функций, например, и вольтметра, и анализатора спектра, и осциллографа и пр. Управление режимами работы платы и переключение функций осуществляется программной частью комплекса. Эти программы имеют развитый графический интерфейс, представляющий собой изображение виртуального прибора на экране с возможностью управления им как реальным (всевозможные кнопки, ручки, индикаторы и др.). Такой вариант измерений привлекателен большой простотой сборки, организации измерений, низкой ценой, но при этом имеет место более низкая точность измерений по сравнению и с приборами, и с приборами-модулями в крейте из-за того, что, во-первых, сложно сделать небольшое устройство с хорошими характеристиками и, во-вторых, компьютерное оборудование является достаточно шумящим, что также сказывается на измерениях, да и на объекте измерений. Также есть сложности поверки.