SYSTEMY POMIAROWE

Definicja i klasyfikacja

systemów pomiarowych

System pomiarowy

System pomiarowy jest definiowany jako

zbiór jednostek funkcjonalnych tworz

ą

cych

cało

ść

organizacyjn

ą

, obj

ę

tych wspólnym

sterowaniem przeznaczony do realizacji

okre

ś

lonego celu metrologicznego.

W zale

ż

no

ś

ci od przeznaczenia rozró

ż

nia

si

ę

trzy klasy systemów pomiarowych:

badawcze, pomiarowo-kontrolne i

pomiarowo-diagnostyczne

.

Systemy pomiarowe

Systemy badawcze

stosowane s

ą

w

pomiarach naukowych, do empirycznej
weryfikacji hipotez naukowych.

Systemy te s

ą

wykorzystywane w wielu

dziedzinach nauki, jak:

elektronika, fizyka, chemia,

mechanika, biologia, medycyna.

Systemy pomiarowe

Systemy pomiarowo-kontrolne

u

ż

ywane s

ą

w przemy

ś

le do automatyzacji procesów

technologicznych.

W systemach takich stosuje si

ę

zwykle

znaczne ilo

ś

ci czujników rozmieszczonych

na całym kontrolowanym obiekcie i
przetworników formuj

ą

cych sygnały

wykorzystywane dalej przez regulatory
steruj

ą

ce procesem technologicznym.

Systemy pomiarowe

Systemy pomiarowo-diagnostyczne

słu

żą

do

detekcji i lokalizacji uszkodze

ń

.

Celem diagnozowania jest nie tylko

stwierdzenie stanu obiektu, ale cz

ę

sto

równie

ż

wskazanie uszkodzonego

elementu.

Konfiguracje systemów

pomiarowych

• Konfiguracja systemu pomiarowego jest to

sposób poł

ą

cze

ń

jednostek funkcjonalnych

w systemie pomiarowym.

Konfiguracja okre

ś

la układ dróg przepływu

informacji w systemie.

• Aktualnie s

ą

stosowane trzy podstawowe

konfiguracje systemów pomiarowych:

- gwiazdowa,
- magistralowa
- p

ę

tlowa,

- a tak

ż

e ich kombinacje

.

Konfiguracjensystemów

pomiarowych

• W

konfiguracji gwiazdowej

centralna

pozycja jest zarezerwowana dla kontrolera
systemu.

- Kontroler po

ś

redniczy w przekazywaniu

ka

ż

dej informacji mi

ę

dzy pozostałymi

jednostkami funkcjonalnymi.

- Przesyłanie informacji jest mo

ż

liwe jedynie

mi

ę

dzy kontrolerem a jednostkami

funkcjonalnymi.

Konfiguracja gwiazdowa

Konfiguracja gwiazdowa

• Jednostka funkcjonalna nie mo

ż

e

przesła

ć

informacji do innej jednostki

bezpo

ś

rednio, tylko za po

ś

rednictwem

kontrolera.

• Konfiguracja gwiazdowa jest stosowana

w prostych systemach pomiarowych, o
niewielkiej i ustalonej liczbie jednostek
funkcjonalnych.

• Rozbudowa systemu o konfiguracji

gwiazdowej, jest utrudniona.

Konfiguracja magistralowa

• W

konfiguracji magistralowej

wszystkie

współpracuj

ą

ce w systemie urz

ą

dzenia s

ą

doł

ą

czone równolegle do magistrali

cyfrowej.

• Magistrala jest zespołem linii, po których

przekazywane s

ą

wszystkie informacje

przesyłane pomi

ę

dzy dowolnymi

urz

ą

dzeniami pracuj

ą

cymi w systemie.

• W konfiguracji tej

ż

adne z urz

ą

dze

ń

systemu nie ma wyró

ż

nionej pozycji.

Konfiguracja magistralowa

• Kontrolerem systemu mo

ż

e by

ć

ka

ż

de z

urz

ą

dze

ń

doł

ą

czonych do magistrali i

maj

ą

ce zdolno

ść

sterowania systemem.

•

• W praktyce najcz

ęś

ciej stosuje si

ę

systemy pomiarowe o konfiguracji
magistralowej, w których przesyłanie
informacji odbywa si

ę

za po

ś

rednictwem

wieloprzewodowej magistrali

.

Konfiguracja magistralowa

W systemie o konfiguracji magistralowej zachodzi

konieczno

ść

udzielania zezwole

ń

poszczególnym

urz

ą

dzeniom na nadawanie informacji, jak i

powiadamianie o konieczno

ś

ci przyj

ę

cia nadawanej

informacji.

Te czynno

ś

ci organizacyjne nazywa si

ę

odpowiednio:

adresowaniem do nadawania

i

adresowaniem do

odbioru.

Konfiguracja p

ę

tlowa

• W

konfiguracji p

ę

tlowej

wszystkie linie

sygnałowe s

ą

w tej konfiguracji

jednokierunkowe, wskutek czego kierunek
obiegu informacji w p

ę

tli jest ustalony.

• Podobnie jak w konfiguracji magistralowej,

kontroler systemu nie zajmuje tu wyró

ż

nionego

miejsca.

• Informacja nadawana przez kontroler wysyłana

jest do najbli

ż

szej jednostki funkcjonalnej, w

kierunku zgodnym z obiegiem p

ę

tli, gdzie

zostaje ona przyj

ę

ta i przeanalizowana.

Konfiguracja p

ę

tlowa systemu

pomiarowego

Konfiguracja p

ę

tlowa

• Powrót informacji do kontrolera oznacza,

ż

e przeszła ona

przez wszystkie urz

ą

dzenia i została wykorzystana przez te z

nich, które były wcze

ś

niej wyznaczone (zaadresowane) do

odbioru. (

Jest to wi

ę

c jednocze

ś

nie potwierdzenie odbioru i

zezwolenie na nadanie nast

ę

pnej informacji

).

• W systemach o konfiguracji p

ę

tlowej, podobnie jak w

magistralowej, zachodzi konieczno

ść

adresowania urz

ą

dze

ń

do nadawania i odbioru informacji.

• W porównaniu z innymi konfiguracjami, konfiguracja p

ę

tlowa

ma:

- najmniejsz

ą

szybko

ść

działania,

- najmniejsz

ą

liczb

ę

linii sygnałowych.

Struktury systemów pomiarowych

Struktura typowego systemu pomiarowego

Elementy struktury systemu

pomiarowego

W jego skład wchodzi:

• kontroler

steruj

ą

cy prac

ą

systemu oraz zespół

jednostek funkcjonalnych,

• czujniki pomiarowe

przetwarzaj

ą

ce wielko

ś

ci

pomiarowe pochodz

ą

ce z obiektu pomiaru na

sygnały elektryczne,

• blok akwizycji sygnałów

umo

ż

liwiaj

ą

cy zbieranie

sygnałów pomiarowych i przetwarzanie
analogowo-cyfrowe (A/C),

•

blok przetwarzania danych

realizuj

ą

cy cyfrowe

przetwarzanie sygnałów,

• blok generacji wymusze

ń

umo

ż

liwiaj

ą

cy zwrotne

oddziaływanie na obiekt,

• blok komunikacji

z

u

ż

ytkownikiem.

• Kontroler systemu

jest odpowiedzialny za

czasowo-przestrzenn

ą

koordynacj

ę

działa

ń

systemu, a wi

ę

c

wybór punktów pomiarowych

,

ustalenie warunków pomiaru

,

okre

ś

lenie

momentu rozpocz

ę

cia pomiaru

oraz

organizacj

ę

przepływu informacji.

•

Kontroler systemu

wykonuje czynno

ś

ci

steruj

ą

ce w systemie pomiarowym zgodnie z

programem zawartym w

pami

ę

ci

.

• Rozró

ż

nia si

ę

kontrolery realizuj

ą

ce wył

ą

cznie

stały algorytm pomiarowy

(sterowniki układowe)

oraz kontrolery realizuj

ą

ce

ró

ż

ne algorytmy

,

przez zmian

ę

programów wpisanych do pami

ę

ci

kontrolera.

Zadania elementów systemu

• Blok komunikacji z u

ż

ytkownikiem

jest

przeznaczony do wprowadzania i odbierania
informacji z systemu przez u

ż

ytkownika.

• W systemach bez komputera wprowadzanie

informacji mo

ż

e by

ć

dokonywane np. za pomoc

ą

przeł

ą

czników,

• W systemach komputerowych wprowadzanie

danych za pomoc

ą

klawiatury, stacji dyskietek,

myszki, pióra

ś

wietlnego.

• Wyprowadzanie informacji mo

ż

e odbywa

ć

si

ę

za

pomoc

ą

rejestratorów cyfrowych b

ą

d

ź

analogowych, monitorów ekranowych, drukarek
oraz z u

ż

yciem wpisu do pami

ę

ci dyskowej.

• Czujniki pomiarowe

przekształcaj

ą

wielko

ś

ci

nieelektryczne, lub trudno mierzalne wielko

ś

ci

elektryczne, na łatwo mierzalne wielko

ś

ci elektryczne,

takie jak napi

ę

cie stałe, cz

ę

stotliwo

ść

czy przedział

czasu.

• Post

ę

p w mikroelektronice przyczynił si

ę

do powstania

tzw.

czujników inteligentnych

, które zintegrowane s

ą

z

układem przetwarzania i standaryzacji sygnału.

•

Czujniki te potrafi

ą

realizowa

ć

funkcje autokalibracji,

linearyzowa

ć

charakterystyk

ę

przetwarzania, a tak

ż

e

eliminowa

ć

wpływ zakłóce

ń

.

Zadania elementów systemu

• Blok akwizycji

po

ś

redniczy mi

ę

dzy czujnikami

pomiarowymi a blokiem przetwarzania danych.
Jego zadaniem jest zbieranie sygnałów
pomiarowych i przekształcenie ich na posta

ć

cyfrow

ą

.

• W bloku akwizycji wykonywana jest wst

ę

pna

normalizacja sygnału analogowego (cz

ę

sto

nazywana kondycjonowaniem sygnału) oraz
przetwarzanie napi

ę

cie-cyfra b

ą

d

ź

czas-cyfra.

• Przetwarzanie napi

ę

cie-cyfra jest stosowane przy

pomiarach napi

ę

cia, pr

ą

du, rezystancji itp.

• Przetwarzanie czas-cyfra stosowane jest przy

pomiarach odst

ę

pu czasu, cz

ę

stotliwo

ś

ci, okresu,

przesuni

ę

cia fazowego.

Konfiguracja bloku akwizycji

• Blok przetwarzania danych

jest odpowiedzialny

za cyfrow

ą

obróbk

ę

sygnałów pomiarowych

zgodnie z przyj

ę

tym algorytmem.

• Je

ż

eli kontrolerem w systemie pomiarowym jest

komputer, to na ogół, oprócz sterowania
systemem, pełni on jednocze

ś

nie funkcje bloku

przetwarzania danych.

• W przypadku systemów wymagaj

ą

cych

przetwarzania w czasie rzeczywistym (real time
processing) przyspieszenie oblicze

ń

zapewniaj

ą

wydzielone bloki funkcjonalne z procesorami
sygnałowymi, realizuj

ą

ce zło

ż

one i pracochłonne

algorytmy przetwarzania danych.

Zadania elementów systemu

• Blok generacji sygnałów

wykorzystywany jest do

wytwarzania sygnałów wymuszaj

ą

cych

(programowane

ź

ródła napi

ęć

i pr

ą

dów), do

generacji sygnałów wzorcowych oraz do
wytwarzania sygnałów steruj

ą

cych elementami

wykonawczymi obiektu pomiarowego.

• Blok ten wymaga jednego lub kilku

przetworników C/A w celu wytworzenia
sygnałów analogowych.

Wirtualne przyrz

ą

dy pomiarowe

• Wirtualne przyrz

ą

dy pomiarowe

składaj

ą

si

ę

z

komputera ogólnego przeznaczenia i
doł

ą

czonych do niego sprz

ę

towych bloków

funkcjonalnych.

• Funkcje i mo

ż

liwo

ś

ci takich przyrz

ą

dów

okre

ś

lone s

ą

zarówno przez sprz

ę

t, jak i

oprogramowanie, a ich obsługa odbywa si

ę

za

pomoc

ą

ekranu komputerowego, klawiatury i

myszy z wykorzystaniem graficznego interfejsu
u

ż

ytkownika.

• Jako komputer najcz

ęś

ciej wykorzystywany jest

komputer typu PC.

• Kluczow

ą

cz

ęś

ci

ą

przyrz

ą

du jest

oprogramowanie

,

które integruje komputer i bloki pomiarowe, tworz

ą

c z

nich przyrz

ą

d.

• Na oprogramowanie przyrz

ą

du wirtualnego składa si

ę

panel graficzny

przyrz

ą

du oraz

sterownik

cz

ęś

ci

sprz

ę

towej.

• Panel graficzny na ekranie komputera odwzorowuje

płyt

ę

czołow

ą

przyrz

ą

du wirtualnego.

• Panel ten zawiera zbiór symboli graficznych,

słu

żą

cych do obsługi przyrz

ą

du takich jak przeł

ą

czniki,

pokr

ę

tła, wska

ź

niki analogowe i cyfrowe, pola

znakowe lub numeryczne, pola wykresów i inne.

Przyrz

ą

d wirtualny

• Kluczow

ą

cz

ęś

ci

ą

przyrz

ą

du jest

oprogramowanie

,

które integruje komputer i bloki pomiarowe, tworz

ą

c z

nich przyrz

ą

d.

• Na oprogramowanie przyrz

ą

du wirtualnego składa

si

ę

panel graficzny

przyrz

ą

du oraz

sterownik

cz

ęś

ci

sprz

ę

towej.

• Panel graficzny na ekranie komputera odwzorowuje

płyt

ę

czołow

ą

przyrz

ą

du wirtualnego.

• Panel ten zawiera zbiór symboli graficznych,

słu

żą

cych do obsługi przyrz

ą

du takich jak

przeł

ą

czniki, pokr

ę

tła, wska

ź

niki analogowe i

cyfrowe, pola znakowe lub numeryczne, pola
wykresów i inne.

Panel wirtualnego przyrz

ą

du pomiarowego

• Cech

ą

wirtualnego przyrz

ą

du pomiarowego jest:

- funkcjonalna elastyczno

ść

,

- rekonfigurowalno

ść

.

• Umo

ż

liwia to stworzenie na bazie danego

sprz

ę

towego bloku funkcjonalnego szerokiego

zbioru przyrz

ą

dów wirtualnych realizuj

ą

cych

ró

ż

norodne funkcje i redukcj

ę

kosztów przyrz

ą

dów

oraz skrócenie czasu ich opracowania i dalszych
modyfikacji.

Przyrz

ą

d wirtualny

• Cech

ą

wirtualnego przyrz

ą

du pomiarowego jest:

- funkcjonalna elastyczno

ść

,

- rekonfigurowalno

ść

.

• Umo

ż

liwia to stworzenie na bazie danego

sprz

ę

towego bloku funkcjonalnego szerokiego

zbioru przyrz

ą

dów wirtualnych realizuj

ą

cych

ró

ż

norodne funkcje i redukcj

ę

kosztów przyrz

ą

dów

oraz skrócenie czasu ich opracowania i dalszych
modyfikacji.

Interfejsy systemów pomiarowych

• Sterowanie prac

ą

ka

ż

dego systemu pomiarowego, a

tak

ż

e przesyłanie informacji pomiarowych

, odbywa

si

ę

za po

ś

rednictwem

systemu interfejsu

.

• Jest to

układ komunikacyjno-informacyjny

systemu

pomiarowego.

• Obowi

ą

zuje w nim ustalony zbiór reguł obejmuj

ą

cych

zasady zarz

ą

dzania systemem pomiarowym przez

kontroler, a tak

ż

e ustalaj

ą

cych sposób kodowania

informacji i jej przesyłania.

• Reguły te okre

ś

laj

ą

parametry elektryczne sygnałów

i metody transmisji, protokoły komunikacyjne i
metody kodowania sygnałów, wymagania
mechaniczne na gniazda poł

ą

czeniowe i

rozmieszczenie w nich poszczególnych sygnałów.

Interfejsy

Ze wzgl

ę

du na

rodzaj transmisji

interfejsy mo

ż

emy

podzieli

ć

na szeregowe i równoległe.

• W

interfejsie szeregowym

poszczególne bity

danego słowa przesyła si

ę

kolejno, bit po bicie.

Ze wzgl

ę

du na niskie koszty okablowania, gdzie

wykorzystuje si

ę

tylko dwa lub trzy przewody,

interfejsy szeregowe stosuje si

ę

przy przesyłaniu

sygnałów na du

ż

e odległo

ś

ci.

Najbardziej znanym interfejsem szeregowym jest

interfejs

RS-232C

oraz jego zmodyfikowana

wersja

RS-485.

Interfejsy

• W

interfejsach równoległych

przesyłan

ą

informacj

ę

dzieli si

ę

na słowa (np. po 8 lub 16

bitów). Wszystkie bity danego słowa przesyła si

ę

jednocze

ś

nie (równolegle), natomiast

poszczególne słowa przesyłane s

ą

szeregowo,

jedno po drugim (

dzi

ę

ki temu transmisja

równoległa jest znacznie szybsza od
szeregowej

).

• Wad

ą

interfejsów równoległych jest wi

ę

kszy

koszt okablowania – ka

ż

dy bit danego słowa

wymaga oddzielnej linii.

Interfejs RS 232C

• Standard interfejsu

RS-232

został okre

ś

lony ju

ż

w 1962

roku.

• Jego poprawion

ą

wersj

ę

RS-232C zdefiniowano w 1969

roku.

• W standardzie RS-232 okre

ś

lono sposób poł

ą

czenia

urz

ą

dze

ń

w celu szeregowego przesyłania danych.

•

W skład ogólnej struktury układu transmisyjnego

wchodz

ą

dwa urz

ą

dzenia ko

ń

cowe dla danych

DTE

(ang.

Data Terminal Equipment

) np. komputery

poł

ą

czone kanałem teletransmisji.

• Poniewa

ż

bezpo

ś

rednie poł

ą

czenie takich urz

ą

dze

ń

z

kanałem teletransmisji jest niemo

ż

liwe, wykorzystuje si

ę

dodatkowe urz

ą

dzenia komunikacyjne dla przesyłu

danych

DCE

(ang.

Data Communication Equipment

)

Interfejs RS 232C

Celem interfejsu RS-232 jest poł

ą

czenie urz

ą

dzenia DTE z

urz

ą

dzeniem DCE.

• Przykład najprostszego poł

ą

czenia przyrz

ą

du

pomiarowego z komputerem z u

ż

yciem interfejsu RS-

232.

Wykorzystane w nim s

ą

tylko 3 linie spo

ś

ród ogólnej liczby

21 linii interfejsu.

Interfejs RS 232C

Przy wykorzystaniu interfejsu RS 232 najcz

ęś

ciej

stosuje si

ę

transmisj

ę

asynchroniczn

ą

start-

stopow

ą

, w której słowa w postaci ci

ą

gu bitów

przesyłane s

ą

asynchronicznie, natomiast bity w

poszczególnym słowie przesyłane s

ą

synchronicznie.

Interfejs RS 232C

• Maksymalna pr

ę

dko

ść

transmisji zale

ż

y od długo

ś

ci

poł

ą

cze

ń

.

• Zaleca si

ę

pr

ę

dko

ś

ci

do 20 kb/s

, m.in. 150, 300, 600,

1200, 2400, 4800, 9600, 19200 kb/s.

• Długo

ść

poł

ą

cze

ń

nie powinna przekracza

ć

zwykle

15 m

.

• Przy krótkich poł

ą

czeniach pr

ę

dko

ść

transmisji

mo

ż

na zwi

ę

kszy

ć

do 112 kb/s

.

• Zwi

ę

kszenie zasi

ę

gu ponad 15 m umo

ż

liwia

zastosowanie tzw. p

ę

tli pr

ą

dowej.

Stan „1” reprezentuje pr

ą

d o warto

ś

ci 20 mA,

stan „0” – brak przepływu pr

ą

du.

Interfejs RS 232C

• Zastosowanie interfejsu RS-232 w

warunkach przemysłowych jest
ograniczone.

• Przyczyn

ą

tego jest brak dostatecznych

zabezpiecze

ń

przed zakłóceniami oraz

ograniczona szybko

ść

i odległo

ść

transmisji.

• Ograniczenia te spowodowały powstanie

nowych standardów transmisji szeregowej.

Interfejs RS 485

• Najbardziej popularnym z nich stał si

ę

opracowany

w 1983 roku standard

RS-485

.

• Najwa

ż

niejsze cechy tego standardu to mo

ż

liwo

ść

doł

ą

czenia

do 32 odbiorników i nadajników

oraz

zwi

ę

kszenie pr

ę

dko

ś

ci transmisji

do 10 Mb/s

przy

maksymalnej odległo

ś

ci

1200 m

.

Standard GPIB

• Przesyłanie przez magistral

ę

informacji w

postaci bajtów odbywa si

ę

asynchronicznie, ze

zwrotnym potwierdzeniem odbioru

.

• Do magistrali mo

ż

na doł

ą

czy

ć

jednocze

ś

nie

do

15 urz

ą

dze

ń

.

• Długo

ść

kabla mi

ę

dzy dwoma s

ą

siednimi

przyrz

ą

dami nie powinna przekracza

ć

2 m

,

• Całkowita długo

ść

wszystkich kabli

20 m

.

• Przez magistral

ę

mo

ż

na przesyła

ć

dane z

szybko

ś

ci

ą

do 1000 kb/s

.

Architektura systemu pomiarowego z

magistral

ą

GPIB

System pomiarowy z magistral

ą

GPIB

• Magistrala składa si

ę

z 16 linii sygnałowych: 8 linii danych, 3

linii synchronizacji i 5 linii sterowania.

• Linia

IFC

(ang. Interface Clear – zerowanie interfejsu) słu

ż

y do

wprowadzenia wszystkich przył

ą

czonych do magistrali

urz

ą

dze

ń

w okre

ś

lony stan pocz

ą

tkowy.

• Linia

REN

(ang. Remote Enable – sterowanie zdalne) słu

ż

y do

przeł

ą

czania przyrz

ą

dów na zdalne sterowanie, dokonywane z

magistrali GPIB.

• Linia

SRQ

(ang. Service Request –

żą

danie obsługi)

sygnalizuje kontrolerowi,

ż

e jedno lub wi

ę

cej urz

ą

dze

ń

przył

ą

czonych do magistrali

żą

da obsługi, np. w celu przesłania

wyniku pomiaru.

System pomiarowy z magistral

ą

GPIB

• Linia

EOI

(ang. End or Identify – koniec lub

identyfikacja) w trybie przesyłania danych sygnalizuje
bajt ko

ń

cz

ą

cy transmisj

ę

natomiast w trybie przesyłania

instrukcji sygnalizuje,

ż

e kontroler dokonuje

sprawdzenia, które z przył

ą

czonych urz

ą

dze

ń żą

dało

obsługi.

Grupa trzech linii synchronizacji umo

ż

liwia asynchroniczne

przesyłanie informacji ze zwrotnym potwierdzeniem
odbioru.

• Linia

DAV

(ang. Data Valid – dane wa

ż

ne) słu

ż

y

nadajnikowi do poinformowania,

ż

e na liniach DIO jest

nowy bajt danych.

• Linia

NRFD

(ang. Not Ready for DATA – nie gotowy na

dane) podaje informacj

ę

,

ż

e nie wszystkie urz

ą

dzenia s

ą

gotowe do odbioru danych. Przesłanie danych mo

ż

e

rozpocz

ąć

si

ę

gdy wszystkie urz

ą

dzenia wytypowane

jako odbiorniki zgłosz

ą

swoj

ą

gotowo

ść

.

Urz

ą

dzenia zewn

ę

trzne GPIB

Urz

ą

dzenie doł

ą

czone do magistrali GPIB mo

ż

na

podzieli

ć

na cztery grupy

:

-

odbiorcy

- mog

ą

jedynie odbiera

ć

dane (np.

zasilacz programowany, komutator, drukarka),

-

nadawcy

– mog

ą

jedynie wysyła

ć

dane (np.

licznik, termometr),

-

nadawcy/odbiorcy

– mog

ą

wysyła

ć

lub odbiera

ć

dane (np. multimetr, oscyloskop cyfrowy),

-

kontroler

– jednostka steruj

ą

ca, która mo

ż

e

równie

ż

spełnia

ć

rol

ę

nadawcy lub odbiorcy (np.

komputer).

Procedura wymiany informacji nadawcy z

kilkoma odbiorcami na magistrali GPIB

Magistrale komputerowe w

zastosowaniach pomiarowych

Uniwersalna magistrala szeregowa USB

• Uniwersalna magistrala szeregowa

USB

(ang.

Universal Serial Bus

) została

wprowadzona do komputerów w 1995 roku.

• Charakteryzuje si

ę

ona łatw

ą

instalacj

ą

doł

ą

czonych do niej urz

ą

dze

ń

– doł

ą

czone

do portu USB urz

ą

dzenia mog

ą

by

ć

z niego

zasilane oraz mo

ż

na je ł

ą

czy

ć

i rozł

ą

cza

ć

w

trakcie pracy komputera.

Magistrala USB

• Magistrala USB

wykorzystuje

kabel

cztero

ż

yłowy

, w którym s

ą

dwa przewody

sygnałowe

i

dwa przewody zasilania

.

• Maksymalna szybko

ść

transmisji to

12

Mb/s

, a w wersji

USB 2.0 480 Mb/s

.

• Zalet

ą

magistrali jest łatwa rozbudowa –

przy pomocy koncentratorów magistrala
pozwala na

doł

ą

czenie do 127 urz

ą

dze

ń

.

Magistrala szeregowa

IEEE-1394 Fire Wire

• Magistrala szeregowa Fire Wire została

wprowadzona przez firm

ę

Apple Computer w

1986 r.

• Magistrala słu

ż

y do ł

ą

czenia zarówno urz

ą

dze

ń

domowych (cyfrowe kamery, aparaty
fotograficzne, magnetowidy) jak i urz

ą

dze

ń

przemysłowych, w tym przyrz

ą

dów

pomiarowych.

Magistrala szeregowa

IEEE-1394 Fire Wire

• Magistrala Fire Wire jest

czteroprzewodowa

(dwa przewody sygnałowe i dwa przewody
zasilana) oraz umo

ż

liwia doł

ą

czanie i odł

ą

czanie

urz

ą

dze

ń

w trakcie pracy bez konieczno

ś

ci

wył

ą

czania zasilania.

• Maksymalna liczba urz

ą

dze

ń

doł

ą

czonych do

magistrali wynosi

64

.

• Szybko

ść

transmisji wynosi

do 3200 Mb/s

dla

magistrali w wersji IEEE1394b.

Interfejs równoległy Centronics

• Interfejs równoległy Centronics wykorzystywany

jest w komputerze do doł

ą

czenia drukarki.

Mo

ż

na go równie

ż

wykorzysta

ć

do doł

ą

czenia

urz

ą

dze

ń

pomiarowych.

• Posiada on

8 bitow

ą

równoległa szyn

ę

danych

oraz

kilka linii steruj

ą

cych

, które mo

ż

na równie

ż

wykorzysta

ć

do przesyłania danych.

• Maksymalna szybko

ść

przesyłanych danych w

najnowszym trybie pracy interfejsu

EPP

(ang.

Enhanced Parallel Port

) i

ECP

(ang.

Enhanced Capability Port

) wynosi

do 500 kB/s

.

Transmisja danych pomiarowych na du

ż

e

odległo

ś

ci

Ł

ą

czenie sprz

ę

tu pomiarowego przez sie

ć

Ethernet

• Ethernet jest rodzajem sieci lokalnej, opracowanej w

1976 roku. Ethernet umo

ż

liwia

przesyłanie danych

przez skr

ę

tk

ę

, kabel współosiowy lub

ś

wiatłowód

, z

pr

ę

dko

ś

ci

ą

10 Mb/s

, a w wersji Fast Ethernet

100 Mb/s

.

•

Poł

ą

czenie przyrz

ą

dów pomiarowych z

wykorzystaniem Ethernetu pozwala na budow

ę

rozproszonych systemów pomiarowych o du

ż

ym

zasi

ę

gu.

• Przyrz

ą

dy pomiarowych wyposa

ż

one w jeden ze

standardowych interfejsów pomiarowych ł

ą

czy si

ę

z

sieci

ą

Ethernet z wykorzystaniem odpowiednich

modułów po

ś

rednicz

ą

cych. Dost

ę

pne s

ą

moduły

GPIB/Ethernet, RS-232/Ethernet/, RS-485/Ethernet.

Systemy pomiarowe z

wykorzystaniem radiomodemów

• W przypadku gdy obiekt pomiaru znajduje si

ę

w

trudnodost

ę

pnym miejscu, lub budowa linii

przewodowej jest kosztowna, stosuje si

ę

w

systemach pomiarowych przesyłanie danych
przez wydzielone kanały radiowe z
wykorzystaniem radiomodemów.

• Zadaniem radiomodemów jest emitowanie i

odbieranie sygnałów radiowych,
przetwarzanie danych cyfrowych na
emitowane sygnały oraz przetwarzanie
odebranych sygnałów na dane cyfrowe.

Systemy pomiarowe z

wykorzystaniem radiomodemów

• Radiomodemy wyposa

ż

one s

ą

najcz

ęś

ciej w

interfejs RS-232 lub RS-485

, przez który ł

ą

cz

ą

si

ę

z przyrz

ą

dami pomiarowymi.

• Systemy radiomodemowe umo

ż

liwiaj

ą

transmisj

ę

danych na odległo

ść

od ok. 100 m do

100 km

.

•

Radiomodemy wykorzystuj

ą

wybrane pasma

cz

ę

stotliwo

ś

ci dla radiokomunikacji

przemysłowej i wymagaj

ą

zezwolenia

Pa

ń

stwowej Agencji Radiokomunikacji (PAR).

Systemy pomiarowe z wykorzystaniem

telefonii komórkowej GSM

• Gdy obiekt pomiaru lub odbiorca wyników

znajduj

ą

si

ę

w ruchu np. w poruszaj

ą

cym si

ę

poje

ź

dzie lub gdy odległo

ść

mi

ę

dzy obiektem

pomiaru i odbiorc

ą

wyników jest bardzo du

ż

a

mo

ż

na zastosowa

ć

w systemie pomiarowym

cyfrowy system telefonii ruchomej GSM

(ang.

Global System of Mobile Communications

).

• Funkcje bezprzewodowego terminala oprócz

telefonu komórkowego mo

ż

e równie

ż

realizowa

ć

komputer typu laptop z kart

ą

PCMCIA

pełni

ą

c

ą

funkcj

ę

telefonu komórkowego.

Przesyłanie danych mo

ż

na realizowa

ć

z

wykorzystaniem jednej z kilku metod:

1.

Transmisja bez zestawiania poł

ą

cze

ń

SMS

. Transmisja

umo

ż

liwia realizacj

ę

usługi

SMS

(ang.

Short Message

Service

), czyli przesyłania krótkich komunikatów

alfanumerycznych o długo

ś

ci

do 160 znaków

do innych stacji

ruchomych.

2. Transmisja z komutacj

ą

ł

ą

czy (w skrócie transmisja

komutowana).

-

SDT

(ang.

Switched Data Transfer

) - standardowa

transmisja danych realizowana w jednym kanale rozmównym,
szybko

ść

transmisji

9.6 kb/s

.

-

HSCD

(ang.

High Speed Circuits Switched Data

) – szybka,

wielokanałowa transmisja danych realizowana przez jeden do
czterech kanałów rozmównych, z szybko

ś

ci

ą

od

14.4 kb/s

przy

wykorzystaniu jednego kanału rozmównego do

57.6 kb/s

z

wykorzystaniem czterech kanałów.

Przesyłanie danych mo

ż

na realizowa

ć

z

wykorzystaniem jednej z kilku metod:

3.

Transmisja z komutacj

ą

pakietów

(w skrócie

transmisja pakietowa). Umo

ż

liwia realizacj

ę

usługi

GPRS

(ang.

General Packed Radio

Service

), czyli nadawania i odbioru pakietów

danych z adresem internetowym w nagłówku.
Maksymalna pr

ę

dko

ść

transmisji danych wynosi

115.2 kb/s

.

Zalet

ą

transmisji GPRS jest koszt proporcjonalny

do liczby przesyłanych danych , a nie do czasu
poł

ą

czenia.