Автоматизированная система для контроля и поверки виброизмерительных датчиков

скую часть, впоследствии применяя полученные знания в практических и лабораторных работах. Лабораторный практикум включает: ознакомление с программной средой Electronic Workbench, интерфейс программы EWB, создание схем, изучение контрольно-измерительных приборов и элементной базы; изучение теории логического проектирования цифровых схем, синтез, моделирование и исследование цифровых устройств комбинационного и последовательного типов.

Все задания в практикуме являются многовариантными, что позволяет каждому студенту самостоятельно выполнять индивидуальное задание и познакомиться с различными цепями и электронными устройствами, используемыми в цифровой электронике.

Следует отметить высокий обучающий эффект разработанного программного комплекса на базе EWB (по сравнению с обучающими программами с жестким алгоритмом), развитие творческого начала обучаемого: путем проб и ошибок приобретает новый опыт, выходит на новый уровень осмысления.

Исходя из вышеизложенного следует, что при изучении студентами электроники, системы компьютерного схемотехнического моделирования адекватно и эффективно включаются в программы обучения, обеспечивая полноценную организацию учебной деятельности, а при правильном их использовании в учебном процессе повышают качество знаний студентов, а значит и процесса обучения в целом.

В.С. Орехов

АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ КОНТРОЛЯ И ПОВЕРКИ ВИБРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ДАТЧИКОВ

Рассматриваются принципы построения устройства с компьютерным управлением для измерения коэффициента преобразования и определение основных характеристик датчиков вибрации с целью сокращения времени испытаний и возможности документирования полученных результатов.

Система позволяет:

- измерять коэффициенты преобразования по заряду и напряжению поверяемого датчика на любой из частот рабочего диапазона (до 20 кГц);

- определять АЧХ датчика или всего испытуемого измерительного тракта;

- измерять резонансную частоту установленного датчика.

Принцип работы устройства основан на записи зависимости виброускорения, воспроизведённого вибратором, от частоты; выходного сигнала поверяемого датчика в диапазоне частот и последующего построения АЧХ поверяемого датчика на основании полученных данных (рис.1).

Система структурно состоит из:

- персонального компьютера;

- микропроцессорного блока управления (МБУ);

- генераторного тракта (ГТ);

- электродинамического вибратора с усилителем мощности;

- контрольного (образцового) пьезоэлектрического датчика вибрации с согласующим зарядовым усилителем (СЗУ-1);

- СЗУ-2 и согласующий усилитель напряжения (СУН), которые могут использоваться для подключения поверяемого датчика.

Известия ТРТУ Тематический выпуск

Рис. 1. Структурная схема устройства.

МБУ (рис. 2) включает в себя:

- микроконтроллер Atmel 89C52;

- АЦП Analog Devices 7895AN;

- микросхемы ОЗУ и ПЗУ;

- ЦАП 572ПА1.

Микроконтроллер ATMEL 89C52

3

ЦАП

ГТ

ПЗУ

ОЗУ

< >

АЦП

Усиленные сигналы

Рис. 2. Микропроцессорный блок управления

ГТ содержит управляемый генератор и регулируемый выходной усилитель.

Согласующие усилители имеют нормированные значения коэффициента передачи, устанавливаемые исходя из возможности последующей обработки сигнала с помощью микроконтроллера и программных средств, а также активный фильтр нижних частот четвёртого порядка, необходимый для обеспечения корректной работы аналого-цифрового преобразователя и формирования нужной амплитудно-частотной характеристики.

Малые габаритные размеры позволяют разместить согласующие усилители в корпусе устройства.

ПК с установленным программным обеспечением управляет МБУ, сохраняет данные, полученные с образцового и поверяемого датчиков, выполняет необходимые расчёты и наглядно отображает результаты измерений.

Функциями МБУ являются управление ГТ, обработка в реальном времени сигналов, поступающих с контрольного и поверяемого датчиков вибрации, преобразование их из аналоговой формы в цифровую, первичная обработка информации для передачи в ПК.

Для реализации микропроцессорного блока управления был выбран КМОП микроконтроллер АТ89С52, оснащённый перезаписываемым ПЗУ, совместимым по командам и выводам со стандартными приборами семейств 80С51 и 80С52. Микроконтроллер содержит 8 килобайт ППЗУ и 256 байт ОЗУ. В микропроцессорном блоке имеется также и внешнее ППЗУ объёмом 256 килобайт.

Микроконтроллер АТ89С52 ориентирован на использование в качестве встроенного управляющего контроллера. Система команд предоставляет большие возможности обработки данных, обеспечивает реализацию логических, арифметических операций, а также управление в режиме реального времени.

Для оцифровки сигнала используется 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь фирмы Analog Devices AD7895AN.

В реализованном образце системы использовался вибратор типа 4809 и контрольный акселерометр типа 4344 фирмы Брюль и Къер.

Устройство может быть использовано для контроля идентичности параметров датчиков в одной партии, для первичной или периодической поверки и калибровки датчиков различных типов, в том числе пьезоэлектрических. Система является адаптивной, имеет предустановки для конкретных режимов измерений и типов испытуемых устройств.

Результаты измерений могут быть представлены в виде протоколов, таблиц, графиков, занесены в базу данных.

Разработка осуществлена на факультете высоких технологий РГУ совместно с НКТБ «Пьезоприбор» РГУ под руководством к.т.н Синютина С.А. и к.т.н Янчича В.В.

А.О.Пьявченко

ОБ ОДНОМ ИЗ ПОДХОДОВ К ПОСТРОЕНИЮ УСТРОЙСТВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОНТРОЛЯ И ДИАГНОСТИКИ БОРТОВЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ

Для современных бортовых микропроцессорных систем (БМПС), несмотря на повышение степени интеграции используемой элементной базы, все еще сохраняется модульный принцип построения. Причем, конструктивно это выражается в виде кассетной конструкции, где каждое гнездо занимает специализированная