IMG�43 (2)

skutecznej napięcia zmiennego o dużej częstotliwości na zasadzie pomiaru napięcia stałego i numerycznych działań jest hardziej „skuteczny" mz tradycyjne aposoby analogowe Natomiast układy przetworników rezystancji na napięcie stałe są tak doskonałe, te niewiele pogarsza się dokładność tej funkcji w stosunku do dokładności funkcji pomiaru napięcia stałego, a taką dokładność trudno osiąga się w tradycyjnych układach mostkowych pomiaru rezystancji, które ^ksą naturalnymi układami do pomiaru tej wielkości Mostki są ponadto kłopotliwe w użytkowaniu i nie poddają się skutecznej automatyzacji W miernikach mikroprocesorowych moZc być korzystne wykorzystanie analogowych układów przetwornikowych i odpowiednich procedur pomiaru napięć stałych Następnie na podstawie takich wyników pomiaru napięć wyznacza się numerycznie waność danej wielkości (elektrycznej lub innej) Takie układy i procedury dawniej były nieużyteczne, np. wyznaczanie numeryczne wartości pojemności elektrycznej na podstawie pomiaru napięcia stałego i pomiaru czasu (na zasadzie rozładowania pojemności) jest dziś skutecznym technicznie rozwiązaniem zagadnienia

Mikroprocesor w multimclr/.c zapewnia realizację trzech rodzajów funkcji sterowania I komunikacji, funkcji metrologicznych oraz „czysto" matematycznych Wyróżnienie osobno funkcji metrologicznych i osobno matematycznych wynika z konwencji, a nie ma racji rzeczowych, bo flinkcju metrologiczne są w istocie też funkcjami matematycznymi Można powiedzieć, że funkcje metrologiczne realizowane w mikroprocesorach, sq to takie funkcje matematyczno, dzięki którym otrzymuje \lę końcowy wynik pomiaru danej wielkości lub dzięki którym powiększa się dokładność takiego wyniku Natomiast funkcje „czysto” matematyczne są działaniami na już „gotowych" wynikach pomiaru i są realizacją algorytmu przetwarzania danych pomiarowych, np wyszukanie wartości największej (najmniejszej), itp.

W multimetrze realizuje się złożone funkcje sterowania i komunikacji, bo jest on dość złożoną strukturą, w której wymaga się wykonania złożonych łączeń do realizacji wybranych łbnkcji pomiarowych, ale w której również automatyzuje się czysto użytkowe (eksploatacyjne) funkcje przyrządu, np automatyczne wybieranie pod zakresów Sterowanie systemem łączeń złożone; struktury podukladów, realizujących wzajemnie współzależne funkcje, wymaga złożonych układów sterowania uwzględniającego wzajemne uwarunkowania logiczne Budowanie fizycznych układów sterowania (hardwerowe rozwiązania) do realizacji potrzebnych połączeń byłoby nieracjonalne Technicznie efektywniej jest zastąpić talue układy sterowania odpowiednim programem realizowanym przez mikroprocesor i powierzyć mu sterowanie Takie rozwiązanie ma jeszcze tę zaletę, że mikroprocesor możni łatwo przeprogramować, podczas gdy zmiana programu w fizycznie wykonanych układach sterowania byłaby niewykonalna Z zasady trzeba by zrobić nowy moduł sterowania Funkcje łączeniowe są wykonywane przede wizystkim za pomocą kluczy elektronicznych¹

Mullimctry używane są jako moduły (większych) automatycznych systemów pomiarowych i jako takie sprzęgane są z zewnętrznymi systemami cyfrowymi, z których otrzymują instrukcje działań i do których transmitują wyniki pomiaru Nawet transmisja wyników na wyświetlacz multimetru wymaga ich wcześniejszego przygotowania w formacie oczekiwanym przez pomiarowca Wyprowadzenie wyniku na wyświetlacz nie musi być prostą czynnością, bo w multimetrze realizuje się pomiary na różnych podzakresach i różnych wielkości, /. różną rozdzielczością i różną dokładnością, n wyprowadza się na jeden wyświetlacz wyniki w pełni gotowe do odczytania Do wykonania tych wszystkich (linkcji użyteczny jest mikroprocesor

1'unkcjt metrologiczne realizowane mikroprocesorowo w mulumetrach tą Ibnk-cjarni przede wszystkim poprawiającymi ich dokładność, umożliwiającymi pomiar innych wielkości na podstawie pomiaru napięcia stałego Mają one pośrednio wpływ na rozwiązania analogowych podukładów pomiarowych multimetm. Pomiar wielkości elektrycznych wymaga bowiem wykonania krótszego lub dłuższego ciągu działań realizowanych analogowo, działań które „przygotowują wielkość do mierzenia" Układy takie - jak już wiemy -nigdy nie realizują w sposób doskonały przypisywanych im funkcji Mówimy, żc ich rzeczywiste właściwości odbiegają od przyjętych (nominalnych, modelowych) Konstruktor ogranicza rozbieżność pomiędzy tym, co jest rzeczywiste, a tym co jest nominalne podejmując różne zabiegi: korekcję, kompensację, linearyzację, stabilizację,² itp Oznaczało to dawniej, że konstruktor wprowadzał dodatkowe podukłady analogowe, które poprawiały właściwości (charakterystyki) głównych układów analogowych i w ten sposób właściwości stawały się bliższe oczekiwanym, a więc dokładniejsze Było to jednak mało skuteczne postępowanie i kłopotliwe (ewentualnie drogie), ale dawniej jedyne. Współcześnie bardziej racjonalne jest inne postępowanie Dobiera się konstrukcje układów takie, aby ich charakterystyki były przede wszystkim możliwie niezmienne w długim okresie czasu - stałe'² Następnie bada się dokładnie właściwości takich układów i opisuje matematycznie rozbieżność pomiędzy tym co jest, a tym co powinno być. Programuje się mikroprocesor, tak zęby ostateczne, otrzymywane wyniki końcowe pomiaru były poprawione, czyli żeby uwzględnione zostały realne charakterystyki układów a me tylko nominalne ’ Może być też przewidziane automatyczne wzorcowanie przy użyciu wewnętrznego wzorca i automatyczne uwzględnienie wyniku wzorcowania, działanie takie jest celowe, gdy stałość charakterystyk podukładów pomiarowych jest gorsza niż stałość wzorca. Również funkcje numeryczne, za pomocą których realizuje się procedury pomiaru różnych wielkości fizycznych na podstawie pomiaru napięć stałych, należą do mikroprocesorowych funkcji metrologicznych

Skoro już w multimetrze jest mikroprocesor (i w małym stopniu wykorzystany'), to oprogramowuje się go do wykonywania różnych funkcji matematycznych, które mogłyby być potrzebne użytkownikowi, a często bywa tak, że są to funkcje obliczone na efekt komercyjny („bo niewiele kosztują, a robią dobre wrażenie") Są to np fbnkcje wyświetlanie wyniku, który jest różnicą w stosunku do wartości odniesienia (zadanej lub wcześniej o-trzymancj z mierzenia), utworzenie skali wg zadanej wartości wzorca napięcia (np zewnętrznego), wyszukanie największego i najmniejszego wyniku w serii, itp

Omówiliśmy racjonalność budowania mikroprocesorowych multimetrów cyfrowych Obecnie omówimy typową strukturę i typowe właściwości modułów występujących w multimetrze Schemat ftinkcyjny (strukturalny) multimetru mikroprocesorowego przedstawiono na rys. 3.2S.

165

1

Tylko przy budio dużej dokładności, w obwodach baid/o wrażliwych na niedoskonałość łączenia I nlcibp czcslo łączonych, stosuje sic przekaźniki elektromechaniczne

2

O kompensacji mówi się, gdy Jakiemuś działaniu przeciwstawia się przeciwdziałanie, a więc jest to lez korekcja, lecz sjrccyficznic realizowana, np naruszające dokładność napięcie (zakłócające) można skompensować specjalnie wytworzonym napięciem Linearyzacja oznacza tu działanie konstrukcyjne, w wyniku którego charakterystyka pomiarowa przyrządu nieliniowi lub niezupełnie liniowa będzie bardziej (prawic) liniowa. O slnbilizacji mówi się w tym kontekście, gdy zapewnia się większą stałość właściwości (charakterystyk) w dłuższym czasie.

’ Choć lo też nie jest konieczność Na przykład niestałość zera koryguje się powtarzając automatycznie regularnie pomiar „napięcia zera" I uwzględniając poprawkę (cyfrowo albo nawet w elektronicznym układzie analogowo) Zabiega się tylko o lo. żeby zmiany napięcia zera były dość wolne, bo wtedy poprawiam* będzie skuteczniejsze

¹ Można by złośliwie zauważyć, że poprawione wyniki wyznaczone zostały też z cliurktcrystyk nominalnych, bo toż zawierają uproszczenia, ale w rozpatrywaną) sytuacji rozgrywa się lo już jednak na wyższym poziomic zgodności pomiędzy tym. co jest a tym, co powinno być Dotykamy tu istoty poznania rzeczywistości poznanie realnej i konkretnej rzeczywistości jest zawsze przybliżone (uproszczone), możne się tylko „targować" o stopień -zgodności