Изучение устройства, принципа действия и основ работы лабораторной ИИС. Аппаратный состав лабораторной измерительно-информационной системы

Лабораторная работа № 3а

Изучение устройства, принципа действия и основ работы лабораторной ИИС

1 Цель и задачи лабораторной работы

Цель: изучить принцип построения и алгоритм работы ИИС.

Задачи:

·  понять назначение составляющих аппаратурной измерительной части ИИС;

·  понять физические процессы, на которых основаны блоки аппаратурной измерительной части ИИС;

·  ознакомиться с принципом работы блоков аппаратурной измерительной части ИИС;

·  усвоить методику работы с аппаратной частью ИИС.

2 Аппаратный состав лабораторной измерительно-информационной системы

2. 1   Внешний вид и комплектация шестиканальной ИИС

На рисунке 3.1а представлен внешний вид аппаратной части блока обработки измерительной информации. В разъемы , которые используют для подключения первичных измерительных преобразователей. Постоянный пятивольтовый источник напряжение, помеченный на корпусе символом ,  подключают к тоже к выбранному для ИИС датчику.

Питание блока осуществляется от  канала персонального компьютера через разъем, подключаемый к гнезду, которое видно на рисунке 3.1а. Лабораторная ИИС соединяется с компьютером соединительным шнуром, показанным на рисунке 3.2а. Конфигурация разъемов этого шнура дана на рисунку 3.2б. При необходимости можно использовать шнур, соединяющий компьютер с принтером.

В комплект лабораторной ИИС входят первичные измерительные преобразователи, предназначенные для измерения температуры, освещенности и контроля уровня магнитного потока.

¾  ПИП измерения освещенности. На рисунке 3.3 показан вид ПИП для измерения освещенности. Датчиком является фоторезистор типа ФР-764, отмеченный на рисунке 3.3 символом. Штекер (черный) с символом 2 подключают к одному из информационных каналов блока обработки информации ИИС. Штекер 3 соединяют с розеткой блока обработки информации, помеченной символом .

¾  ПИП измерения температуры типа ФР-764. На рисунке 3.4 показан вид ПИП для измерения температуры. Символом 1 обозначен сам датчик, который контактирует с объектом измерения. Остальные проводники соединяют в те же места блока ИИС, как и предыдущий датчик.

ПИП контроля величины магнитного поля типа SS49E. На рисунке 3.5 показан вид ПИП, который контролирует наличие магнитного поля в диапазоне от 650 до 1000 Гс. Подсоединение его к блоку обработки результатов измерения осуществляется аналогично рассмотренным ранее соединениям других датчиков.

Пример подключения ПИП проводниками к первому измерительному каналу (ИК) показан на рисунке 3.6:  к USB компьютера;  поключена информация с ПИП на первый канал лабораторной ИИС;  приложенное напряжение к ПИП.

2. 2 Физические основы функционирования датчиков

2.2.1 Первичный измерительный преобразователь освещенности

Фоторезистор имеет выводы 1 для подключения его в схему. Светочувствительный элемент помещён в металлический корпус 2, в торце его выполнено окно 3, через которое световой поток воздействует на фоторезистивный материал, находящийся внутри корпуса. Сверху слой покрыт прозрачным лаком или стеклом для того, чтобы не повредить активный слой в процессе эксплуатации фоторезистора. Активный слой выполняют из сернистого свинца, сернистого кадмия, селенистого кадмия.

На рисунке 3.7 приведена конструкция фоторезистора. На изоляционную подложку 3 нанесено пятно светочувствительного элемента 2 диаметром 5.8 мм, которое в затемненном состоянии имеет большое сопротивление. Так у фоторезистора ФР-764 оно составляет величину 3.3 Мом. При освещении активного слоя световым потоком его сопротивление уменьшается и величина тока , протекающего через проводящий слой, увеличивается по закону

, где чувствительность ПИП к световому потоку. Уравнение (3.1) называют световой характеристикой фоторезистора. Наибольшая чувствительность данного преобразователя достигает в области красного света, длина волны которого равна 660 нм. Если нужна другая длина волны светового потока, например 700 нм, то следует использовать фоторезистор ФР-765.

Технические характеристики некоторых фоторезисторов типа