Тема 3.6. Измерительный интерфейс

Как отмечалось выше, взаимодействие модулей в ИИС осуществляется на основе интерфейса.

Интерфейс (от англ. interface - сопрягать, согласовывать) - это устройство сопряжения.

Применительно к ИИС под интерфейсом обычно понимается совокупность механических, электрических и программных средств, позволяющих объединить в единую систему объект контроля, средства измерений и ЭВМ.

Интерфейсы, используемые в измерительной технике, принято называть измерительными интерфейсами.

В соответствии с видами агрегатируемых систем различают системно-приборные и системно-модульные интерфейсы.

Применительно к ЭВМ существует понятие машинных интерфейсов, позволяющих осуществить соединение центрального процессора ЭВМ с другими её функциональными блоками и периферийными устройствами.

По отношению к интерфейсу каждый модуль ИИС может быть контроллером, прибором-источником (ПИ) или прибором-приемником (ПП) информации.

Контроллер осуществляет управление обменом информации, он координирует и контролирует действия отдельных устройств, т.е. это управляющий модуль.

Передатчик (источник) передаёт информацию в другие приборы, а приемник воспринимает информацию от других модулей.

Каждый из модулей ИИС может выполнять одну или несколько из указанных функций.

Принципиально важной задачей, решаемой при создании ИИС, является обеспечение совместимости модулей.

Совместимость модулей - это их приспособленность к согласованной совместной работе в предусмотренных сочетаниях.

Различают следующие виды совместимостей:

- информационную,

- электрическую,

- энергетическую,

- конструктивную,

- метрологическую,

- эксплуатационную.

Рассмотрим их подробнее.

Информационная совместимость обеспечивается унификацией и нормированием видов и параметров сигналов на входах и выходах сопрягаемых модулей, а также нормированием алгоритмов обмена данными между ними.

Информационные взаимосвязи обеспечиваются сигналами нескольких разновидностей: управляющими, информационными, адресными и др.

Электрическая совместимость распространяется на статические и динамические параметры электрических сигналов, а также среду их распространения и техническую реализацию приёмопередающих элементов.

Для обеспечения электрической совместимости устанавливают: уровни сигналов и пределы их изменения; значения допустимой ёмкости и резистивной нагрузки устройств; допустимые длины линий и порядок их подключения к разъёмам; средства и способы обеспечения помехоустойчивости.

Энергетическая совместимость определяет требования к виду и параметрам питающих напряжений, например, 220±22 В, 115±11,5 В, 50±0,5 Гц, 400±4 Гц, 27±3 В.

Энергетическая совместимость наиболее важна для измерительных систем функционально-модульного построения.

Конструктивная совместимость предполагает согласованность конструктивных параметров модулей при их совместном использовании или унификацию модулей и их компоновку в единый конструктивно законченный комплекс.

Унификации подлежат габаритные и присоединительные размеры плат, модулей, шкафов, кронштейнов, направляющих каркасов, разъёмов и др.

Метрологическая совместимость предусматривает однотипность метрологических характеристик всех СИ, используемых в измерительной системе и сопоставимость результатов измерений.

Эксплуатационная совместимость предполагает для всех элементов системы единые требования по надёжности, уровню электромагнитных помех и др.

Наряду с понятием "интерфейс" часто используют понятие "протокол".

Протокол - это строго заданная процедура или совокупность правил, определяющая способ выполнения определенного класса функций соответствующими устройствами.

Практически любой интерфейс содержит некоторые элементы протокола. В этом смысле понятие "интерфейс" шире понятия "протокол".