Выбор параметров объекта, определение требуемой точности и условий измерений

Содержание:

1.  Выбор параметров объекта, определение требуемой точности и условий измерений…………………

2. Приборно-модульный принцип построения системы……..

2.1. Выбор приборов, методик, распределение аппаратных и программных функций………………………

2.2. Определение необходимых интерфейсных функций…….

2.3. Состав ПО…………………………………………………...

2.4. Оценка быстродействия системы………………………….

2.5. Оценка точности системы………………………………….

2.6. Аттестация АКИС…………………………………………..

2.7. Поверка АКИС……………………………………………...

3. Альтернативные варианты ИС………………………………

3.1. Крейтовая организация одноплатных приборов…………

3.2. Крейтовая организация функциональных модулей……...

3.3. Система виртуальных приборов…………………………..

4. Сравнение вариантов………………………………………...

5. Заключение……………………………………………………

1. Выбор параметра объекта.

Объектом измерений является магнетрон, предназначенный для генерации СВЧ сигналов мощностью 1000Вт с частотой 3ГГц. Питание магнетрона осуществляется источником постоянного напряжения до 2кВ и тока до 2А, КПД типичного магнетрона 80%

Такой магнетрон можно применить, например, в импульсных передатчиках РЛС и др.

Для разработки автоматизированной измерительной системы (АКИС) потребитель (заказчик) должен конкретизировать какие параметры магнетрона для него наиболее существенны. Допустим, что наиболее важны следующие характеристики магнетрона:

n мощность генерации

n частота генерации

n нестабильность генерируемой частоты

n потребляемый ток

n потребляемое напряжение

n КПД

Эти требования вполне оправданы, т.к. если магнетрон используется в передатчике, то, конечно, необходимо контролировать мощность, частоту и ее нестабильность (поскольку современные требования к излучающей аппаратуре по указанным параметрам очень жесткая), ну и конечно необходимо знать какие энергетические характеристики магнетрона.

Определим точность измерения параметров.

При определения отклонений от требуемых значений потребитель также будет руководствоваться скорее всего требованиями к стандартам или требованиями Международной Комиссий по радиосвязи. Требования там жесткие как по мощности, так и по частоте. Стабильность частоты должна быть не менее ₁₀-4, а мощность отличаться на (для выбранного диапазона) DР=±100Вт. В этом случае напряжение питания должно иметь следующие отклонения: т.к. Р=UI, при среднем КПД=80% для мощности в антенне Р=1000Вт требуется подвести мощность Р_ПИТ=1250Вт, тогда при токе 1,25А требуется 1000В; с учетом допуска изменения мощности DР=±100Вт при неизменном токе имеем напряжение Р_ПИТ/I=(1250-100)/1.25…(1250+100)/1.25=920…1080В т.е. DU=±80В, но с учетом того, что ток при этом может меняться одновременно с напряжением, то DU=±40В. Определим теперь отклонения тока: имеем Р_ПИТ=1250Вт, напряжение питания U=1000В; при изменении мощности на ±100Вт имеем изменение тока потребления от значения 1,25A на DI=±0.1А, но, также учитывая возможное изменение и тока и напряжения, возьмем это значение вдвое меньшим DI=±0.05А=±50мА. КПД  может меняться при DР=±100Вт в таком диапазоне: (1000)/(960*1.2)…(1000)/(1040*1.3)=86…74%.

Полученные результаты представлены в таблице:

Таблица параметров магнетрона.

Условия измерений.

Условия измерений будем считать благоприятными для обеспечения, во-первых, нормальных рабочих условий оператору, и, во-вторых, измерительным приборам. Т.е. температура окружающего воздуха в пределах 20°С, влажность нормальная, отсутствуют вредные примеси в воздухе, вибрации и другие негативные факторы.

Итоговая таблица параметров магнетрона и условий измерений

2.1. Выбор приборов, методик, распределение аппаратных и программных функций.

Для проведения измерений необходимы следующие приборы: измеритель мощности - ваттметр, измеритель частоты - частотомер, измеритель напряжения и тока - вольтметр. Для автоматизации измерений необходимо, чтобы эти приборы обладали совместимостью с одним из распространенных интерфейсов. В нашем случае это будет интерфейс КОП. Поэтому для организации измерительной системы нам необходим контроллер КОП, выполняющий все операции организации и управления измерительным процессом. В качестве контроллера будет выступать ПЭВМ с адаптером КОП и набором ПО для работы с интерфейсом.