- •1. Классификация современных измерительных устройств.
- •3.Формы представления измерительной информации
- •4. Основные компоненты компьютерных измерительных приборов.
- •5. Структурная схема систем сбора измерительной информации.
- •6. Вопросы согласования измерительных сигналов.
- •7. Комбинированные и последовательные логические измерительные элементы.
- •8. Дискретизация и квантование измеряемых сигналов.
- •9. Типы и структуры ацп.
- •10.Сигма-дельта ацп.
- •11. Цифро-аналоговые преобразователи.
- •12.Типы и структуры линий ввода/вывода современных компьютерных приборов.
- •13.Микроконтроллеры, архитектура, критерий выбора.
- •14. Интегрированные среды разработки для программирования микроконтроллеров.
- •15. Обобщенная процедура подключения ацп к Микроконтроллеру.
- •16. Методы обмена данными между ацп и Микроконтроллером.
- •17. Способы генерации тактовых сигналов.
- •19. Последовательная передача данных usart, uart
- •20. Передача данных по интерфейсу i2c.
- •21. Передача данных по интерфейсу spi.
- •22. Форматы шестнадцатеричных файлов.
- •23. Программируемые системы на кристалле pSoC.
- •24. Плисы. Архитектура, применение, программирования.
- •25. Сетевая модель передачи информации (osi).
- •26. Модули Xport и Wiport.
- •27. Пакеты для проектирования электронных устройств Eagle и Proteus.
- •28. Использование платформы Eclipse для создания программного обеспечения встроенных систем.
- •29-30. Средства ввода и вывода.
- •Резистивные сенсорные экраны. Четырёхпроводной экран.
- •Пятипроводной экран
- •Матричные сенсорные экраны.
3.Формы представления измерительной информации
измеряемое значение представляет собой произведение числового значения на размер соответствующей единицы. В процессе измерения информация об этом числовом значении (измерительная информация) передается с помощью сигналов. При аналоговом способе измерения устанавливается прямая связь между значением измеряемой величины и значением физической величины сигнала. Так, например, в ртутном термометре высота столбика соответствует определенной температуре. Таким образом, используется не само числовое значение, а аналоговая величина.
В противоположность этому цифровой метод измерения характеризуется тем, что результат измерения, точное числовое значение (размер) вырабатывается в измерительном устройстве или по меньшей мере выводится из него. При этом обработка сигнала производится числовым методом, как в цифровых вычислительных машинах.
В отношении точности отсчета разница состоит в том, что при цифровом показании отсчет производится практически без ошибки При отсчете аналогового показания преобразование его в число производится оператором, причем точность отсчета заранее не определена и зависит от способности оператора к интерполяции. Поэтому отсчет аналоговых показаний принципиально содержит погрешности.
Преимущество аналогового вывода измеряемого значения состоит в большей наглядности. Наблюдение за стрелочным прибором на щите управления существенно проще, чем за цифровыми показаниями. Кроме того, аналоговый регистратор передает существенно больше информации, чем ряд чисел цифропечатающего устройства. Этот факт подтверждается тем, что для интерпретации ряда чисел часто прибегают к графическому изображению, что эквивалентно преобразованию цифровой информации в аналоговую
Однако при цифровом методе обработка чисел происходит последовательно, причем продолжительность цикла обработки быстро возрастает с ростом точности. Аналоговая обработка, наоборот, осуществляется непрерывно, одновременно, что существенно улучшает динамические свойства измерительной системы. Это особенно важно при измерении физических величин, изменяющихся во времени.
Аналоговые методы представления измеряемых величин по сравнению с цифровыми являются менее точными. Однако эти методы, основанные на непрерывных физических процессах, де-ляют доступными для измерительной техники исключительно большое разнообразие физических эффектов; к тому же обычно их очень просто реализовать. Часто аналоговые методы представляют единственную возможность воспринять измеряемое значение.
4. Основные компоненты компьютерных измерительных приборов.
Задача: построить прибор, решающий поставленные задачи с наилучшими характеристиками (Рис.4).
Рис.4
Главные параметры датчиков: полоса пропускания и амплитуда выходного сигнала.
Функции БСС (блок согласования сигналов):
найти формат взаимодействия;
согласование формата данных;
обеспечение необходимого вида и формы сигнала;
обеспечение стабильного источника питания;
Виды согласования сигналов:
1) по амплитуде (если сигнал имеет очень малую амплитуду необходимо его усилить, сигналы с большой амплитудой- делить), см рис.5.
Рис.5
2) по частоте (обеспечивается с помощью фильтров):
а) фильтр нижних частот (ФНЧ) или LPF (рис.6)
Сопротивление конденсатора: Zc=1/jwc
RРис.6
Частотная характеристика ФНЧ представлена на рис.7, где 1- характеристика идеального ФНЧ, 2- реального ФНЧ. Частоты от 0 Гц до fm образуют полосу пропускания фильтра.
Рис.7
Полоса пропускания обычно определяется первым лепестком амплитудно- частотной характеристики, относящимся к интервалу частот от 0 до fm (см рис 8)
Рис.8
б) фильтр верхних частот (ФВЧ) или HPF (рис.9 а) схема, б) частотная характеристика)
а) б)
Рис.9
3) по импедансу (см рис.10)
Rвх ={L} или {H} (низкое или высокое входное сопротивление)
Рис.10
Благодаря высокому входному сопротивлению операционных усилителей и наличию обратной связи сигнал от блока 1 к блоку 2 передается без искажений (рис.11)
Рис.11
Также для оптимальной работы устройств необходимо стабильное питание (см функции БСС).
Для датчиков целесообразно обеспечить наличие отдельного источника питания.