MC Karta analogowo cyfrowa

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Monitoring maszyn i urz

ą

dze

ń

wtorek, 2 lutego 2010

Karty analogowo-cyfrowa

budowa, zasada działania, parametry

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Monitoring maszyn i urz

ą

dze

ń

wtorek, 2 lutego 2010

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Przetwarzanie sygnałów pomiarowych

Przetwarzanie sygnałów pomiarowych

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Elementy Toru Pomiarowego

Elementy Toru Pomiarowego

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Techniki przetwarzania analogowo

Techniki przetwarzania analogowo

-

-

cyfrowego

cyfrowego

mają długą

historię, ale obecnie ich rozwój nabrał istotnego przyspieszenia.

Gwałtowny wzrost zapotrzebowania na przetworniki
analogowo-cyfrowe spowodowany został pojawieniem się
tanich i ogólnie dostępnych komputerów jednoukładowych.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Karta analogowo/cyfrowa (A/C) jest

urządzeniem pomiarowym

współpracującym z komputerem osobistym klasy PC.

Umożliwia:

-

badanie przebiegów analogowych

poprzez ich dyskretyzację

w dziedzinie czasu,

-

przetwarzanie postaci cyfrowej sygnału

z wykorzystaniem

mocy obliczeniowej procesora,

-

przechowywanie wyników

obliczeniowych dla ich późniejszej

analizy,

-

generowanie wyjściowych przebiegów analogowych

,

-

sterowanie i obserwację zewnętrznych procesów dyskretnych-

dwustanowych

poprzez wejścia i wyjścia cyfrowe.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Karta A/C na wejściu mikrokomputera umożliwia jego
kontakt z realnym światem fizycznym

sygnałów ciągłych

:

temperatura,

ciśnienie,

przepływ,

przemieszczenie,

rejestracja:

sygnałów akustycznych,

sygnałów wizyjnych,

sygnałów radarowych,

sygnałów sejsmicznych itd.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Schemat blokowy

Schemat blokowy

zestawu urządzeń do wprowadzenia danych

procesowych.

POMIAR (A/D)

REGULACJA (D/A)

Sygnał stanu

Sygnał steruj

ą

cy

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Budowa karty analogowo

Budowa karty analogowo

-

-

cyfrowej

cyfrowej

W

e

jści

a

z

in

n

ych

t

o

w

M

A

G

IS

T

R

A

L

A

(

M

IK

R

O

)

K

O

M

P

U

T

E

R

A

M

u

lt

ip

le

k

s

e

r

a

n

a

lo

g

o

w

y

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Dyskretyzacja

Dyskretyzacja

sygnału analogowego

sygnału analogowego

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Dyskretyzacja sygnału analogowego

Dyskretyzacja sygnału analogowego

Przetworzenie ciągłego sygnału analogowego do równoważnej postaci
cyfrowej wymaga

dyskretyzacji (próbkowania) w dziedzinie czasu

oraz

kwantyzacji w dziedzinie amplitudy

.

Przetworzenie ciągłego sygnału analogowego do postaci cyfrowej
polega na

dobraniu szeregu wąskich impulsów

do „wycinków” sygnału

jednakowo oddalonych od siebie. Każdemu impulsowi przypisuje się w
sposób jednoznaczny liczbę reprezentującą wartość średnią amplitudy
próbki dla całego pola impulsu.

W przypadku idealnym chcielibyśmy, by próbkowanie odbywało się w

nieskończenie krótkim czasie

. W praktyce jednak konieczne jest

wyznaczenie

wartości średniej w czasie próbkowania

. Okres czasu, w

którym dane są uśredniane, nazywa się

aperturą

. Czas ten jest istotny;

w celu uzyskania minimalnego błędu przetwarzania.

Czas apertury

powinien być mały w porównaniu z okresem próbkowania

.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Dyskretyzacja sygnału analogowego

Dyskretyzacja sygnału analogowego

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Niejednoznaczność sygnału dyskretnego w dziedzinie

Niejednoznaczność sygnału dyskretnego w dziedzinie

częstotliwości

częstotliwości

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Niejednoznaczność sygnału dyskretnego w dziedzinie

Niejednoznaczność sygnału dyskretnego w dziedzinie

częstotliwości

częstotliwości

Najważniejszą trudnością związaną z próbkowaniem sygnału ciągłego
jest bez wątpienia

problem niejednoznaczności

. Istotę tego problemu

zilustrowano na rys powyżej, z którego wynika, że te same zbiory
danych próbkowanych

mogą opisywać kilka przebiegów czasowych

nierozróżnialnych przez „maszynę cyfrową”.
Częstotliwość f

0

jest zwana

częstotliwością podstawową

. Zakres

częstotliwości, w którym nie występuje efekt niejednoznaczności,
rozciąga się od f

0

= 0, do f

0

= f

n

. Ta maksymalna częstotliwość f

n

jest

zwana

częstotliwością graniczną Nyquista

, przy czym określa ona

granicę częstotliwości próbkowania danych -

granicę Shannona

. Tak

więc, jeżeli jest dany sygnał nie zawierający żadnych cz. składowych
większych od cz. f

n

, to najmniejsza cz. próbkowania, konieczna do

zachowania informacji niesionej przez próbkowaną wersję sygnału jest
dana jako f

s

> 2f

n

.

Jest to tzw. twierdzenie o próbkowaniu

.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Aliasing

Aliasing

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Zadaniem przetworników A/C jest

przekształcanie sygnału analogowego na
równoważny mu dyskretny sygnał cyfrowy

.

W ten sposób sygnały analogowe z
czujników wielkości fizycznych i z innych
źródeł informacji o zjawiskach otaczającego
nas świata są przekształcane do postaci
umożliwiającej ich

transmisję

i

przetwarzanie

metodami techniki cyfrowej.

Przetworniki analogowo

Przetworniki analogowo

-

-

cyfrowe

cyfrowe

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Próbkowanie

to dyskretyzacja argumentów funkcji x(t),

która polega na kolejnym pobieraniu próbek wartości sygnału

w pewnych odstępach czasu .

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Kwantowanie

przebiegu analogowego polega na przyporząd-

kowaniu każdej próbce skończonej liczby poziomów amplitudy,
odpowiadającym dyskretnym wartościom od zera do pełnego
zakresu.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Kodowanie

– sygnały cyfrowe uzyskiwane na wyjściu

przetwornika A/C są wyrażane w odpowiednio dobranym

kodzie. Najczęściej jest to jedna z odmian

kodu dwójkowego

.

Układy kwantowania i kodowania są ze sobą ściśle powiązane.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Wzmacniacze sygnałów niskonapięciowych

Wzmacniacze sygnałów niskonapięciowych

Zakresy napięć wejściowych kart pomiarowych są najczęściej
równe

0...5 lub 0...10 V

. Wartości napięć wyjściowych przetwo-

rników pomiarowych zmieniają się najczęściej

od 10 do 500mV

lub 1V

. Stąd konieczność wprowadzenia sygnałów wyjściowych

multipleksera do wzmacniacza
niskonapięciowego o wzmocnie-
niu

od 5 do 1000

. Są to

wzmacniacze próbkująco-
zapamiętujące służące do prze-
twarzania chwilowej
wartości sygnału.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Filtry dolnoprzepustowe

Filtry dolnoprzepustowe

Filtr dolnoprzepustowy na wejściu przetwornika usuwa
wszystkie wyższe częstotliwości z widma analizowanego
sygnału, których ewentualna obecność jest przyczyną
zniekształceń.

Podstawowym parametrem filtru jest jego

charakterystyka amplitudowa

, czyli zależność wzmocnienia od

częstotliwości.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Multipleksery analogowe

Multipleksery analogowe

Multipleksery analogowe są

zespołami przełączników

analogowych

łączących w określonej kolejności na pewien

czas sygnał wejściowy ze wspólnym wejściem wzmacniacza
sygnałów niskonapięciowych.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Multipleksery analogowe

Multipleksery analogowe

W multiplekserach układów wejść analogowych niskona-
pięciowych stosuje się zarówno

przełączniki analogowe

stykowe jak i półprzewodnikowe

. Zarówno jedne jak i drugie

mają swoje wady i zalety. Parametrami które określają
multipleksery jest

czas przełączania

i

poziom szumów

.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Przetworniki cyfrowo

Przetworniki cyfrowo

-

-

analogowe

analogowe

Przetworniki cyfrowo-analogowe są elementami z wejściem
cyfrowym i wyjściem napięciowym,
generujące dla każdego wejściowego
wektora informacji cyfrowej jedną
wartość napięcia wyjściowego.
Zbudowane są z

:

:

deszyfratorów
rezystancyjnych,

układów

przełączników

analogowych,

źródła sygnału odniesienia,

wyjściowego

wzmacniacza

separującego.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Podstawowe parametry kart pomiarowych

Podstawowe parametry kart pomiarowych

Podstawowymi

parametrami

wielofunkcyjnych

kart

pomiarowych do systemu akwizycji danych i sterowania
procesami oraz urządzeniami są

:

rozdzielczość i zakres pomiarowy,

częstotliwość próbkowania,

ilość wejść, wyjść analogowych i cyfrowych,

wzmocnienie,

dostępne oprogramowanie.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Rozdzielczość karty pomiarowej określa właściwie dokładność przetwornika
analogowo-cyfrowego

, a więc postać n-bitowego słowa, na jakie zostanie zamieniona

analogowa wartość napięcia wejściowego. Liczba “n” jest miarą dokładności
przetwarzania analogowo-cyfrowego. Dla przykładu rozdzielczość

8 bitów

oznacza, że

zakres pomiarowy karty zostanie podzielony na 2

8

części. Wynika z tego, że karta ta

rozróżnia napięcia różniące się o

Umax/2

n

.

Pełny zakres przetwarzania określa się jako

FS

, a błąd kwantyzacji jako

LSB

(odpowiadający najmniej znaczącemu bitowi w słowie bitowym) lub

LSD

(najmniej

znacząca cyfra).

Rozdzielczość i zakres kart pomiarowych

Rozdzielczość i zakres kart pomiarowych

LSB=FS/2n *100%,

LSD=FS/10d *100%, gdzie:

n - liczba bitów

d – liczba dekad

FS =1

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Z rozdzielczością kart pomiarowych ściśle powiązany jest ich zakres przetwarzania.

Dobór pełnego zakresu pomiarowego (FS) w zasadniczy sposób wpływa na
późniejszy stopień trudności przy kalibracji przetwornika. Często tak dobiera się
napięcie U

FS

aby napięcie odpowiadające najbardziej znaczącemu bitowi (MSB), czyli

0.5*FS, było równe np. 5V, 2.5V

itd., co ułatwia pomiar tych napięć przy kalibracji.

Rozdzielczość i zakres kart pomiarowych

Rozdzielczość i zakres kart pomiarowych

Najbardziej pożądane są karty

16-bitowe

, choć w użyciu znajduje się najwięcej kart 12-

bitowych i te ostatnie w procesach przemysłowych wydają się wystarczające. Jeśli
chodzi o zakresy pomiarowe to spotyka się karty pracujące zarówno w zakresie napięć

unipolarnych

jak i

bipolarnych

. Najczęściej jest to realizowane w ten sposób, że

kartą

o unipolarnym zakresie od 0 do 10V może pracować jednocześnie w bipolarnym
zakresie napięć –5 do +5V

.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Częstotliwość próbkowania

Częstotliwość próbkowania

Częstotliwość próbkowania określa nam jak często w okresie jednej sekundy karta
pomiarowa jest zdolna śledzić i zapamiętywać sygnał wejściowy.

Odbywa się to w sposób sekwencyjny co oznacza, że częstotliwość próbkowania
każdego z kanałów pomiarowych jest równa f/n [Hz], gdzie częstotliwość, n-liczba
kanałów. Do badania przebiegów wolnozmiennych stosuje się karty o nie
najwyższych częstotliwościach próbkowania (do 10 kHz), natomiast przebiegi
szybkozmienne wymagają kart o częstotliwościach próbkowania w MHz.

Większość kart wielofunkcyjnych posiada przetworniki o częstotliwości próbkowania
od 100 do 330 [kHz]. Są to częstotliwości wystarczające do pomiarów większości
wielkości fizycznych, jak temperatura, ciśnienie czy wibracje.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Wejścia analogowe

Wejścia analogowe

Ilość kanałów wejściowych uzależniona jest od parametrów multiplekserów

.

Ponieważ w większości dostępne multipleksery są 8-kanałowe, więc produkcja kart o
mniejszej liczbie kanałów jest rzadko spotykana. Jeśli chodzi o karty z więcej niż 8
lub 16 kanałów to stosowane są dwie metody:

pierwsza odnosi się do kart 32- lub 64-kanałowych, gdzie ze względu na ograniczoną
liczbę pinów, jakie można wyprowadzić z karty, większa liczba wejśc analogowych
realizowana jest kosztem innych funkcji karty,

druga metoda polega na zwiększaniu liczby wejść analogowych za pomocą
dodatkowych modułów dołączanych do karty, co pozwala na akwizycję danych z
kilkuset kanałów.

Najczęściej spotykane są karty 8-

i 16-kanałowe. Są to wejścia typu

Single-Ended (wspólna masa), jeśli chcemy zastosować podłączenie typu różnicowego
(Differential) to liczba kanałów wejściowych zmniejsza się o połowę.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Wejścia cyfrowe

Wejścia cyfrowe

Zadaniem układów wejść cyfrowych jest wprowadzanie do komputera informacji
o współrzędnych stanu procesu, które można podzielić na cztery grupy:

Współrzędne stanu binarne

, tj. mogące przyjmować tylko dwie wartości. Są nimi stany

zaworów

odcinających,

stany

pracy

silników,

pomp,

dmuchaw,

dozowników,

stany

sygnalizatorów

granicznych,

styczników,

wyłączników

i odłączników energetycznych.

Współrzędne

stanu

ciągłe

,

lecz

mierzone

za

pomocą

przetworników

pomiarowych

cyfrowych,

np.

przetworników

kąta

obrotu

i

przesunięcia,

wag dozujących z wyjściem cyfrowym, analizatorów składu z wyjściem cyfrowym.

Współrzędne stanu ciągłe i dyskretne

mierzone za pomocą przetworników

pomiarowych generujących ciągi impulsów. Do przetworników takich

należą

liczniki energii elektrycznej, przepływomierze turbinkowe, przetworniki impulsowe
prędkości kątowej, kąta obrotu i przesunięcia, liczniki liczby wyrobów.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Współrzędne stanu dyskretne, wprowadzane do systemu komputerowego przez
klawiaturę pulpitu operatora procesu, np. numery zamówień, symbole
surowca, symbole narzędzi, wyniki analiz laboratoryjnych.

Z wymienionych grup najbardziej liczna w procesach przemysłowych jest grupa
pierwsza. Liczba sygnałów binarnych wprowadzanych do systemu komputerowego
automatyki w procesach ciągłych jest często 3,4 - krotnie większa niż liczba sygnałów
ciągłych.

W

procesach

przemysłowych

dyskretnych

najliczniej

reprezentowane

współrzędne stanu z grupy trzeciej i czwartej.

Układ wejść cyfrowych umożliwia również wprowadzanie do komputera danych
z urządzeń transmisji, pamięci zewnętrznych i monitorów ekranowych.

W najbardziej popularnych kartach pomiarowych stosuje się dwa do czterech wejść
cyfrowych.

Wejścia cyfrowe

Wejścia cyfrowe

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Wyjścia analogowe

Wyjścia analogowe

Zadaniem układów wyjść analogowych jest przetworzenie otrzymanego z komputera
sygnału cyfrowego na sygnał napięciowy wprowadzany na wejście analogowego
elementu nastawczego, zaadresowanego przez komputer, i utrzymanie wartości tego
napięcia do chwili pojawienia się następnego sygnału cyfrowego dla tegoż elementu
nastawczego.

Układy wyjść analogowych umożliwiają:

sterowanie ciągłych współrzędnych stanu procesów przy wykorzystaniu elementów

nastawczych o działaniu ciągłym, powszechnie stosowanych w konwencjonalnych
analogowych układach automatyki;

sterowanie przyrządów wskazujących i rejestrujących typu analogowego.

Ponadto często do zadań układu wyjść analogowych należy zabezpieczenie procesu
w przypadku awarii komputera lub układu wejść analogowych.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Układy wyjść analogowych spotykane w systemach komputerowych automatyki mają

najczęściej jedną z następujących struktur:

z indywidualnymi przetwornikami cyfrowo-analogowymi dla każdego elementu

nastawczego,

z przetwornikiem analogowo-cyfrowym wspólnym dla grupy elementów nastawczych.

Większość kart pomiarowych nie jest wyposażona w przetwornik C/A lub posiada

tylko dwa wyjścia analogowe o rozdzielczości 12 lub 16 bitów.

Istotną sprawą jest sposób, w jaki generowany jest sygnał wyjściowy.

W sytuacjach kiedy zachodzi potrzeba wygenerowania tylko napięcia stałego sposób
odświeżania wyjścia analogowego jest nieistotny. Sprawa komplikuje się gdy
wymagany jest sinusoidalny sygnał wyjściowy. Wiele modeli tanich kart pomiarowych
umożliwia ładowanie próbek generowanego przebiegu do pamięci karty, co znacznie
ogranicza długość przebiegu wyjściowego. Bardziej zaawansowane technologicznie
karty pobierają próbki z dysku twardego, co praktycznie pozwala na generację
dowolnych przebiegów.

Wyjścia analogowe

Wyjścia analogowe

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Zadaniem układów wyjść cyfrowych jest przetworzenie wyniku obliczeń otrzymanego
z komputera na:

Sygnały sterujące dla procesu, np.:

- sygnały binarne dla dwupołożeniowych elementów nastawczych;
- sygnały cyfrowe dla elementów nastawczych z wejściem cyfrowym;
- sygnały cyfrowe dla wyświetlaczy lub wskaźników cyfrowych;
- ciągi impulsów o określonej liczbie i czasie trwania impulsów dla elementów
nastawczych z wejściem impulsowym, np. silniki krokowe;
-pojedyncze impulsy o określonym czasie trwania dla e1ementów nastawczych
sterowanych czasowo, o działaniu całkującym.

Sygnałami cyfrowymi są najczęściej sygnały napięciowe o poziomach TTL.
Sygnałami binarnymi mogą być:
- sygnały napięciowe i prądowe, przeznaczone do sterowania styczników przekaźników,
zaworów elektromagnetycznych, lamp sygnalizacyjnych, sygnalizatorów akustycznych;
-stany styków przekaźników elektromagnetycznych.

Sygnały sterujące i dane dla urządzeń transmisji, pamięci zewnętrznych

i monitorów ekranowych.

Wyjścia cyfrowe

Wyjścia cyfrowe

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

W tańszych modelach kart mamy 8 wyjść cyfrowych natomiast urządzenia
wysokiej klasy posiadają do 40 takich linii. Bardziej zaawansowane
pozwalają na rozszerzenie liczby wejść, wyjść cyfrowych do kilkuset.
Bardzo pożądane jest aby karta jednocześnie odczytywała wejścia cyfrowe
i analogowe, co pozwalałoby na korelację tych sygnałów. Jedynie nieliczne
karty mają możliwość jednoczesnej generacji żądanych przebiegów
i akwizycji danych analogowych i cyfrowych.

Wyjścia cyfrowe

Wyjścia cyfrowe

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Zakres wzmocnień kart pomiarowych jest obecnie bardzo szeroki i

Zakres wzmocnień kart pomiarowych jest obecnie bardzo szeroki i

pozwala

pozwala

na badanie przebiegów w zakresie od 20

na badanie przebiegów w zakresie od 20

[m

[m

V] do 10 [V]. Nawet najbardziej

V] do 10 [V]. Nawet najbardziej

popularne karty mają tak szeroki zakres wzmocnień i zezwalają na

popularne karty mają tak szeroki zakres wzmocnień i zezwalają na

dowolny

dowolny

ich wybór programowo bez konieczności wykonywania przepinania zw

ich wybór programowo bez konieczności wykonywania przepinania zw

orek

orek

na karcie.

na karcie.

Wzmocnienie

Wzmocnienie

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Obecnie większość kart standardowo zaopatrzona jest w sterowniki do
pakietów programowych

Lab Tech, Lab VIEW, Geni, Visual Basic, C++, Dasy

Lab i Test Point.

Ponadto część producentów dołącza do kart pomiarowych

oprogramowanie

umożliwiające

akwizycje

danych

bez

znajomości

programowania.

Oprogramowanie

Oprogramowanie

Istotnym parametrem kart pomiarowych, o którym nie wspomniano wcześniej

jest

sposób podłączenia do komputera

.

Karty mogą znajdować się na zewnątrz

komputera i być podłączane za pomocą kabla do złącza szeregowego. Można je
też montować bezpośrednio na płytę główną do złącza ISA lub PCI.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Przykłady kart pomiarowych - firmy

Advantech,

National Instruments,

Diamond System Corporation,

MPL High-Tech,

ADAC,

Measurement Computing,

Keithley Metrabyte,

Analogic,

Data Translation,

i inne.

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

Na rynku współczesnych przyrządów pomiarowych niewiele jest urządzeń, które
występowałyby w tak wielu odmianach, jak wielofunkcyjne karty pomiarowe.
Można spotkać setki rożnych modeli tego typu urządzeń, od najprostszych np.,
tylko z wejściami i wyjściami cyfrowymi, do najbardziej zaawansowanych o
możliwościach wysokiej klasy oscyloskopu. Podstawową ich zaletą jest
wielofunkcyjność, ponieważ zdają egzamin w większości typowych aplikacji
kontrolno – pomiarowych. Z punktu widzenia użytkownika, trudno jest
porównywać ze sobą poszczególne typy kart pomiarowych, gdyż nawet te same
funkcje opisane są wieloma parametrami.

Podsumowanie

Podsumowanie

background image

mgr in

ż

. Artur Guzowski

Katedra Maszyn Roboczych i Transportu Bliskiego

INSTYTU KONSTRUKCJI MASZYN M-3

Miernictwo Cieplne i Maszynowe

wtorek, 2 lutego 2010

1.

Zmierzy

ć

warto

ść

napi

ę

cia zasilania.

2.

Przedstawi

ć

schemat układu symulacji

czujnika pomiarowego. Opisa

ć

.

3.

Podł

ą

czy

ć

kart

ę

NI-6008 i sprawdzi

ć

jej

parametry w NI M&A.

4.

Stworzy

ć

program pomiarowy w programie

LabView.

5.

Przedstawi

ć

schemat programu

pomiarowego. Opisa

ć

.

Zadania do wykonania

Zadania do wykonania


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
MC Karta analogowo cyfrowa
Karta analogowo cyfrowa
karta analogowo cyfrowa
Karta analogowo cyfrowa
Elektroniczne układy analogowe i cyfrowe, Filtr aktywny dolnoprzepustowy
Cw 5 Pomiar napiecia i pradu stalego przyrzadami analogowymi i cyfrowymi
Pomiary prądu stałego przyrządami analogowymi i cyfrowymi
Sprawozdania przerobione, Pomiar prądu stałego przyrządami analogowymi i cyfrowymi 1, ZESPÓŁ SZKÓŁ I
Pomiar napiecia stalego przyrzadami analogowymi i cyfrowymi
Miernictwo- Przetwornik analogowo-cyfrowy kompensacyjny, 15 grudnia, 1995
Elektroniczne układy analogowe i cyfrowe, Multiplekser, Politechnika Lubelska w Lublinie
Elektroniczne układy analogowe i cyfrowe, Licznik z dwoma przeskokami na przerzutniku JK, POLITECHNI
Elektroniczne układy analogowe i cyfrowe, Multiplekser, Politechnika Lubelska w Lublinie
Elektroniczne układy analogowe i cyfrowe, Licznik z dwoma przeskokami na przerzutniku JK, POLITECHNI
Analizowanie działania układów analogowych i cyfrowych u
Bledy wskazan przyrzadow analogowych i cyfrowych
egzamin z forum, Mechatronika PP, Elektronika analogowa i cyfrowa
Formatka na laboratoria z Elekroniki analogowej i cyfrowej, Politechnika Poznańska, Mechatronika, Se
Przetwornik analogowo cyfrowy typu sigma delta

więcej podobnych podstron