Aloqa, axborotlashtirish va telekommunikatsiya texnologiyalari sohasi xodimlaridan bir guruhi




Download 16 Mb.
Pdf ko'rish
bet62/72
Sana21.12.2023
Hajmi16 Mb.
#126359
1   ...   58   59   60   61   62   63   64   65   ...   72
Bog'liq
7 2013

«Приборы для измерения
на основе персонального
компьютера»
Г. Цой,
начальник отдела ГУП «UNICON.UZ»
Одними из важнейших составляющих любого исследователь
ского эксперимента являются проведение измерений и анализ
полученных результатов. С появлением новейших технологий
появилась возможность применить преимущества информа
ционных технологий в измерительном процессе. Вычислитель
ные способности компьютера позволяют:

оперативно осуществлять обработку и преобразование
данных;

сохранять данные;

осуществлять графическое построение функциональных
зависимостей;

использовать гибкость при изменении функциональных
возможностей;

использовать возможность измерения широкого спектра и
диапазонов физических величин;

организовать дистанционное автоматизированное управ
ление процессами по сети;

осуществить переход на цифровую обработку результа
тов измерений.
Основными задачами научноисследовательской работы
(НИР), которая была проведена в ГУП «UNICON.UZ», являлось ис
следование принципов построения и разработка измерительных
приборов, в которых используются возможности компьютеров.
Анализируя обзор, можно сформулировать общий алгоритм
работы:

на датчик с чувствительным элементом происходит воз
действие внешней среды (давление, температура, воздей
ствие магнитного поля и т.д.), под воздействием чего на
выходе датчика генерируется электрический сигнал обыч
но в долях вольта или милливольта;

полученный электрический сигнал поступает на устрой
ство сопряжения датчика с компьютером, где происходят
дополнительные необходимые преобразования: усиление
(или ослабление), фильтрация, аналогоцифровое преоб
разование и т.д. Если же к устройству подключено несколь
ко датчиков, то в схеме устройства сопряжения может
осуществлять функцию мультиплексирования сигналов;

оцифрованный двоичный сигнал через стандартный порт
поступает в персональный компьютер, где специально раз
работанное программное обеспечение осуществляет обра
ботку полученных данных (математические расчеты,
сохранение на диск, построение графиков и т.д.). Также можно
осуществлять управление устройством сопряжения.
Рассмотрим основные составляющие компоненты аппарат
ного обеспечения. На схеме рисунка 1 представлены наиболее
характерные звенья и элементы.
Основная функция датчиков — преобразование физичес
кого сигнала кратному ему аналоговому электрическому сиг
налу. Существует множество физических явлений и эффектов,
видов преобразования свойств и энергии, которые можно ис
пользовать для создания датчиков.
Представленная структура устройства сопряжения являет
ся непринципиальной и в зависимости от поставленной задачи
может включать дополнительные компоненты, т.е. может варь
ироваться.
Устройство нормирования входного сигнала применяется
для обеспечения соответствия параметров и характеристик
сигнала входным параметрам и характеристикам аналогоциф
рового преобразователя. Устройство нормирования может осу
ществлять функции линеаризации, фильтрования, гальваничес
кой развязки, мультиплексирования, усиления или деления, сдви
га по уровню, изоляции входных сигналов и т.д
В зависимости от характеристик измеряемых параметров,
области использования прибора, специфики решаемых задач
устройство нормирования входных сигналов может иметь раз
личную конфигурацию и схемотехнику. Иногда бывают слу
чаи, когда наличие устройства нормализации не требуется, а
датчик подключается напрямую к аналогоцифровому преоб
разователю.
Аналогоцифровой преобразователь используется для пре
образования аналогового нормированного сигнала от датчи
ков в цифровую форму. Если используется одноканальное АЦП,
то перед ним устанавливается мультиплексор.
Следующий компонент — это контроллер порта, использу
емый для согласования порта вводавывода ПК и порта устрой
ства сопряжения.
Следующая основная часть — программное обеспечение,
которое состоит также из нескольких основных компонентов.
(Рисунок 2).
73


Операционная система — часть системного програм
много обеспечения и предназначена для управления устрой
ствами, управления вычислительными процессами, эффек
тивного распределения вычислительных ресурсов между
вычислительными процессами и организации надежных вы
числений.
Прикладное программное обеспечение — комплекс про
грамм, предназначенный для выполнения определенных пользо
вательских задач и рассчитанный на непосредственное взаимо
действие с пользователем. Прикладное программное обеспече
ние не может обращаться к ресурсам компьютера напрямую,
поэтому взаимодействие с оборудованием и другими програм
мами осуществляется только посредством операционной сис
темы. Как правило, прикладное программное обеспечение име
ет пользовательский интерфейс, набор необходимых функций
для реализации пользователем необходимых задач. Прикладное
программное обеспечение осуществляет основную обработку
информации, представляя ее в удобном для пользователя виде.
Также могут быть заложены элементы искусственного интел
лекта (экспертные системы), модули управления внешним уст
ройством (прообраз SCADAсистем).
Драйвер устройства или порта — часть системного про
граммного обеспечения, предназначенная для предоставления
непосредственного доступа к аппаратным средствам опера
ционной системе или другой программе.
Отдельно из структуры программного обеспечения можно
выделить микропрограмму — системное программное обеспе
чение, которое встроено непосредственно в память аппарат
ного устройства, содержащего в своей конструкции микропро
цессор. Оно предназначено для организации инициализации
устройства, управления параметрами, осуществления простей
ших операций и т.д.
Далее докладчик подробно проиллюстрировал ряд разра
ботанных приборов. Это осциллограф и анализатор спектра,
состоящий из микроконтроллера с программой и АЦП.
Следующая разработка — двухпараметрическая система
для измерения факторов окружающей среды (относительная
влажность и температура). Представлена принципиальная
схема аппаратного обеспечения, состоящего из микроконт
роллера с программой и АЦП, цифрового табло, контролле
ра порта.
На основе полученных значений вычисляются значения аб
солютной влажности, давления и плотности насыщенного пара,
что демонстрирует укрупненная блоксхема алгоритма работы
программы.
В докладе приведены результаты экспериментов, которые
проводились в ОАО «Узбекистон почтаси», ГУП «UNICON.UZ»,
книгохранилищах библиотеки ТУИТ, фундаментальной библио
теке Академии наук, республиканской библиотеке им. А. Навои,
Интеласт ТашТТС, Узгосархиве.
В качестве примеров разработанных приборов Г. Цой про
демонстрировал электронный фонендоскоп, газоанализатор,
колориметр и др.
Основные результаты:
1.
Сформулированы основные принципы построения, схе
мы работы прибора на основе ПК, приведены ее возмож
ные модификации.

Download 16 Mb.
1   ...   58   59   60   61   62   63   64   65   ...   72




Download 16 Mb.
Pdf ko'rish

Bosh sahifa
Aloqalar

    Bosh sahifa



Aloqa, axborotlashtirish va telekommunikatsiya texnologiyalari sohasi xodimlaridan bir guruhi

Download 16 Mb.
Pdf ko'rish