88193 Obraz (2532)

Wśród systemów pomiarowych ze wspomaganiem mikrokomputerowym aależy wymienić systemy czasu rzeczywistego, w których system z dużą szybkością steruje badanym procesem i torem pomiarowym. Systemy czasu fzeczywistego, ze względu na wysokie wymagania w stosunku do stosowanych » nich układów elektronicznych, należą do najdroższych systemów pomiarowych.

Sterowanie torem pomiarowym odbywa się przez przekazywanie z mikrokomputera rozkazów cyfrowych, powodujących zmianę podzakresów pomiarowych, zmianę źródła mierzonego sygnału analogowego, rozpoczęcie przetwarzania analogowo-cyfrowego, aktywizację przetwarzania cyfrowo-analogowego, przełączanie ewentualnych filtrów, obsługę przekroczeń dopuszczalnych wartości napięciowych i prądowych.

Sygnały analogowe sterujące procesem mierzonym wytwarzane są z użyciem przetworników cyfrowo-analogowych, do których informacja cyfrowa wpisywana jest przez mikrokomputer zgodnie z algorytmem programu pomiaru.

Wymiana informacji między urządzeniem wykonującym pomiar a mikrokomputerem odbywa się poprzez układy cyfrowe, ogólnie nazywane interfejsami, często zorganizowane w postaci karty montowanej w mikrokomputerze i odpowiedniego bloku interfejsu w urządzeniu pomiarowym. Sygnały transmitowane przez interfejs są sygnałami dwukierunkowymi i podzielić je można na dwie podstawowe grupy:

-    sygnały informacyjne, niosące informację o mierzonych wielkościach;

-    sygnały organizacyjne: adresy, rozkazy i sygnały kontrolne niezbędne do zapewnienia pracy systemu według założonego algorytmu działania.

Spośród systemów transmisji wyróżnić można transmisję szeregową (transmisja informacji bit po bicie), równoległą (transmisja całego słowa informacji w jednym cyklu przesłania) i równoległo-szeregową (transmisja informacji w postaci np. kolejnych bajtów). Wybór określonego typu transmisji uwarunkowany jest wieloma czynnikami, takimi jak wymaganą szybkością przesyłania informaq'i, odległością, kosztami medium transmisyjnego. W aparaturze pomiarowej niektóre interfejsy zyskały miano interfejsów standardowych, np. szeregowy RS232, równoległy CENTRONICS, rów-noległo-szeregowy IEC625. W specjalizowanych przyrządach pomiarowych stosowane są szybkie interfejsy, gdzie oprócz standardowych rozwiązań (VME, VXME, QBUS) opracowywane są interfejsy niestandardowe, których realizacja jest projektowana zależnie od specyficznych potrzeb systemu pomiarowego.

Na koniec należy wspomnieć o rozwijającej się ostatnio tendencji do tworzenia układów pomiarowych, w których wprawdzie funkcje pomiarowe zgodne są z opisanymi wyżej własnościami, lecz sposób konstrukcji jest wyraźnie inny. Chodzi tu o układy pomiarowe, w których niektóre, standardowe bloki, przede wszystkim analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe

znajdują się na karcie montowanej bezpośrednio do mikrokomputera, zaś połączenia z układem pomiarowym służą do przesyłania informacji analogowych i rozkazów sterowania. Bardzo duży wybór specjalizowanych kart pomiarowych oferowanych przez szereg firm pozwala na konstruowanie systemów pomiarowych o zróżnicowanych funkcjach i parametrach metrologicznych.

17.4. Elektrochemiczny system pomiarowy ze wspomaganiem mikrokomputerowym

Przykład elektrochemicznego systemu ze wspomaganiem mikrokomputerowym przedstawiony jest na rys. 17.8. Bloki wchodzące w skład systemu pomiarowego wyspecyfikowane są na rysunku.

Szczegółowy algorytm działania systemu jest uwarunkowany rodzajem pomiaru, jaki jest wykonywany. Ograniczymy się do przedstawienia głównych trybów pracy i funkcji, jakie pełnią wówczas poszczególne bloki.

1. Inicjalizacja systemu pomiarowego następuje po włączeniu przyrządu i wczytaniu oraz uaktywnieniu programu obsługi. W wyniku inicjalizacji zespół przełączników elektromechanicznych ustawiony jest tak, że elektrody naczyńka pomiarowego są odłączone, a pętla sprzężenia zwrotnego dla potencjostatu zamknięta jest przez rezystorowy układ symulujący, oznaczony na rysunku R-R. Podzakres pomiaru natężenia prądu wtórnika prądowego oraz stała czasu potencjostatu ustawione są w pozycjach typowych, np. 10^-3A/V i 3 -10^—6 s. Przetwornik C/A (12-bitowy) ma wczytaną wartość 0 V, zaś stan przetworników A/C (12-bitowych) potencjału i natężenia prądu elektrody E_w jest cyklicznie odczytywany i transmitowany do mikrokomputera.

Przykładowy cykl zapisu informacji do przetwornika C/A ma następujący przebieg:

Przez mikrokomputer wygenerowany jest kod odpowiadający wartości napięcia 0 V i poprzez interfejs komunikacyjny w mikrokomputerze przekazywany jest do interfejsu komunikacyjnego w przyrządzie pomiarowym. Transmisja jest 8-bitowa, stąd w pierwszym cyklu przekazywany jest pierwszy bajt kodu. Bajt ten zapisany jest do pomocniczego rejestru przetwornika C/A sygnałem generowanym na szynie sterującej. W identyczny sposób zostaje zapisany drugi bajt kodu i pełna informacja przez kolejny sygnał na szynie sterującej przekazana jest do wejścia cyfrowego przetwornika C/A i w postaci napięcia pojawia się na wyjściu analogowym tego przetwornika.

Przykładowy cykl odczytu informacji z przetwornika A/C ma następujący przebieg: