Экспериментальная отработка космических летательных аппаратов - Афанасьев В.А.
ISBN 5-7035-0318-3
Скачать (прямая ссылка):
362
Таким образом, ступень каждого такта имеет размерность (вес) Д 5 (/) = А 5 • 2п "у, а результат преобразования — отсчет 50ТС — определяется выражением
50ТС= ASj^aQ)2a'
и может быть записан в виде двоичного кода К$= [ щ , 02.....а„ ]
Временная диаграмма
Рис. 4.20. Диаграмма поразрядного преобразования
поразрядного уравновешивания на примере измерения напряжений приведена на рис 4.20. Быстродействие АЦП этого типа достигает 10 — 106 преобразований в секунду.
АЦП следящего уравновешивания осуществляют постоянное отслеживание измеряемой величины S(t). Изменение образцовых уровней квантования осуществляется подобно последовательному уравновешиванию без фиксированного периода измерения. На каждом у-м шаге уравновешивания происходит увеличение Sj_i на А5, если Sj_i< S(f) ,
(OLj _ i = 1) , или уменьшение на А 5, если Sj _ \ > S(t) , (оу _ \ = 0) .
Значения управляют работой реверсивного счетчика числа импульсов (текущих значений образцовых уровней квантования), переключая его на сложение при _ ie 1 или вычитание при ссу-_ i=0. Текущее значение содержимого счетчика п Q') определяет текущее значение измеряемой величины: S(t) = ASn (j) .
АЦП подобного типа обладают высоким быстродействием, однако способны накапливать ошибки (сбои) преобразования.
Временная диаграмма АЦП следящего уравновешивания приведена на рис 4.21.
АЦП считывания характеризуется тем. что измеряемая величина ${t) сравнивается сразу со всем набором образцовых уровней квантования 5,-, i = 1 ,m. Результат отсчета 50ТС принимается равным $ f S(-\ или ( 5,- + 5,_1) / 2 в зависимости от принятого правила иденти-
363
фикации. Здесь 5, и — две смежные по уровню образцовые меры (Sj - = А S), результаты сравнения с которыми измеряемой ве-личины S(t) принимают значения а,= 0 и a,-_i=liipi
Схема АЦП считывания представлена на рис. 4.22. Преобразование в таких АЦП осуществляется за один такт. Практическое применение АЦП считывания связано с проблемой обеспечения стабильности большого числа образцовых уровней квантования 5; .
SM Г
bog
7
Кодер
т
Запуск
Устройство управления
Готовность
Пуск
Параллельный, нов
Последовательный, код
Рис. 4.22. Схема АЦП считывания
364
Частота преобразования этих АЦП достигает 100 — 200 МГц. Однако точность их составляет 0,5 — 1% и зависит от числа образцовых мер.
Аналого-цифровые преобразователи, используемые в АСИ, выполняются в виде приборов — цифровых вольтметров, мультиметров, частотомеров и модулей.
Характеристики некоторых из АЦП в модульном и приборном исполнении приведены в табл. 4.9.
Устройство управления (УУ) измерительной системы (канала) обеспечивает взаимодействие отдельных элементов, задание режима опроса датчиков, установление диапазонов измерений, задержек на устранение переходных процессов, сопряжение с внешними системами.
Различают УУ с жесткой и гибкой (программируемые УУ) программой работы, а также комбинированные УУ. В современных АСИ все большее распространение получают микропроцессорные УУ.
В качестве самостоятельных или объединенных с другими элементами в АСИ могут входить времязадающие устройства (таймеры) и блоки буферной памяти. Последние служат целям согласования скорости работы измерительных трактов и систем передачи или обработки данных.
Самостоятельную группу цифровых преобразователей образуют так называемые цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), в которых входной сигнал представлен в цифровой форме, а выходной — в аналоговой. В измерительных системах ЦАП используются как генераторы образцовых сигналов АЦП и устройств встроенного контроля (калибраторов) измерительных трактов, а также в качестве средств выдачи унифицированных электрических и иной физической природы сигналов, используемых непосредственно или с промежуточным преобразованием для управления аналоговыми исполнительными механизмами и устройствами объектов управления и испытания или средств отображения и регистрации информации самих измерительных систем.
Вход ЦАП — цифра (код) представляется в двоичной, двоично-десятичной, десятичной, восьмеричной форме или в виде последовательности импульсов, число которых задает значение кода (цифры Выходы ЦАП представляют собой напряжения (токи), временные интервалы, частоту Хм .
Уравнение преобразования ЦАП имеет вид
Хм= Х0 ,
гДе N — числовое значение кода; р — коэффициент преобразования;
— выходная величина, а Х0 — ее постоянная составляющая (например, минимальное или максимальное значение Х^ ).
365
Таблица 4.9
Тип прибора-модуля Измеряемая величина Время измерения Разрядность Тип интерфейса Число каналов
Напряжение Ток Сопротивление
Диапазон измерений. В Погрешность Диапазон измерений, А Погрешность Диапазон измерений, Ом Погрешность
Щ 1612 0,001-0,005 — — — — 2000 мс — КОП —
Щ 68014 0,001-0,005 103-1 0,02-0,005 10*-107 0,02 - 0,005 40-250 мс — — —
Ф 4881 ±1 0,003-0,02 — — — — 100 мкс — КОП —
Щ 300 0,05-0,02 10~7-1 0,1-0,02 102-1012 0,1 - 0,002 0,04-4 с — — —
АЦП-П +5 — — — — — 100 мс 13 +знак КАМАС 32
ФК-71/1 ±10 — — — — — 0,08 мс 12 +знак КАМАС 2
