Цифровые приборы на микропроцессорах

Значительному прогрессу ЦИП способствует применение микропроцессоров (МП). На их основе создаются новые поколения программируемых и универсальных многофункциональных приборов. Помимо пяти основных величин (постоянные и переменные напряжения, токи и сопротивления) они могут измерять емкость, индуктивность, проводимость, частоту следования импульсов, электрическую мощность, угол сдвига фаз, добротность, тангенс угла потерь и т.д.

В ЦИП МП могут выполнять следующие функции:

1) автокалибровку по внутренним образцовым мерам (источнику эталонного напряжения), самодиагностирование, математическую обработку результатов измерений (статистическую обработку, контроль параметров), линеаризацию характеристик ИП, коррекцию нуля;

2) МП управляют временем измерения и процессом преобразования, осуществляют автоматический выбор диапазона и выполняют функции интерфейса;

3) использование МП в ЦИП существенно упрощает традиционные способы обращения с прибором, оптимальный предел измерения выбирается автоматически: последовательно, ступенями либо скачкообразно;

4) быстродействие приборов с МП увеличивается в несколько раз.

Таким образом, использование МП в ЦИП позволяет применять приборы в качестве самостоятельного средства автоматизации в системах измерения, контроля и управления.

Приведенный выше перечень функций МП в ЦИП и определяет основные типы таких приборов:

1) многопредельные вольтамперомметры (мультиметры) и счетчики-частотомеры с МП управлением процессом измерения, автоматической коррекцией погрешностей и программной обработкой результатов измерений;

2) мосты и компенсаторы переменного тока с автоматизацией процесса уравновешивания, автоматическим выбором пределов измерения комплексных величин;

3) регистрирующие приборы с аналого-цифровым преобразованием и хранением данных в буферной памяти, с управлением процессом визуализации данных: компьютеризированные осциллографы, анализаторы спектра, анализаторы сигналов и др.;

4) преобразователи (датчики) неэлектрических величин с устройствами коррекции погрешностей, преобразованием вида сигналов и др.;

5) приборы для измерений неэлектрических величин с обработкой данных по определенным (специальным) алгоритмам (датчики давления, уровня, коррелометры, расходомеры и др.);

6) аналогичные п.5 с комплексом вспомогательных исполнительных элементов и устройств (весоизмерительные, силоизмерительные приборы, измерители t°C, измерители перемещений, плотномеры и т.д. ).

Таким образом, ЦИП на МП применяют для измерения электрических и неэлектрических величин, при этом МП расширяют функции измерительных приборов и способствуют использованию ЦИП в системных управляющих комплексах, т.е. приобретают функции средств автоматизации.

Систематизируем задачи, решаемые ЦИП с МП для измерения электрических величин, и представим в виде схемы, изображенной на рис.3.3.

Анализ с позиций системного подхода задач, решаемых ЦИП с МП для измерения неэлектрических величин, аналогичен рис.3.3, однако основное отличие заключается в наличии задач управления электромеханическими элементами (механизмами) – клапанами, двигателями, заслонками и пр., а также в ряде случаев – в более сложных алгоритмах обработки информации (рис.3.4).

Примеры типов таких приборов: теплосчетчики, расходомеры, анализаторы (газоанализаторы), измерители веса, перемещения, силы, плотномеры, терморегуляторы, виброметры и т.д.

типы приборов решаемые задачи

Рис.3.3. Систематизация задач ЦИП с МП

для измерения электрических величин

типы приборов решаемые задачи

Рис.3.4. Анализ задач, решаемых ЦИП с МП

для измерения неэлектрических величин