Проекты Приборы для исследовательских работ
       
  Многоканальный низкочастотный регистратор (самописец)
     
     
 

Многоканальный низкочастотный регистратор (самописец) предназначен для :

  • измерения медленно меняющихся сигналов напряжения по 8 независимым, гальванически развязанным друг от друга каналам;
  • передачи результатов внешнему контроллеру по шине КОП или шине RS232/485;
  • изменения параметров обработки сигнала (частоту обновления данных, коэффициент усиления входного сигнала) независимо по каждому из измерительных каналов по командам от внешнего контроллера
Блок-схема прибора представлена на следующем рисунке

Назначение и функциональная связь отдельных узлов между собой.

В составе прибора 8 однотипных модулей аналого-цифрового преобразования, предназначенных для оцифровки входного сигнала и передачи его модулю управления и связи для последующей обработки. Дифференциальный вход каждого из каналов АЦП позволяет без внешних модулей (адаптеров) обрабатывать медленно изменяющийся входной сигнал в диапазоне -2,5…+2,5 Вольта. Для обработки слабых сигналов на входе модуля АЦП предусмотрен усилитель с программно-управляемым коэффициентом усиления ( 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 и 128). Кроме изменения коэффициента усиления входного сигнала, пользователь имеет возможность установить необходимую скорость обработки данных независимо по каждому из каналов.
Выбор скорости обработки входного сигнала позволяет реализовать обработку слабых сигналов в условиях сильных помех при условии, что частота обработки сигнала кратна частоте мешающей помехи. Встроенная цифровая фильтрация на частоте дискретизации позволяет эффективно подавлять не только синфазные помехи, появляющиеся при значительной длине подводящих проводов, но и подавлять гармонику входного сигнала на частоте дискретизации и кратных ей частотам.

АЦП имеет встроенную систему автокалибровки, которая может быть запущена до или в промежутке между циклами измерений. К числу таких калибровок относится:

  • Калибровка сдвига нуля
  • Калибровка шкалы преобразования
  • Автокалибровка шкалы и сдвига нуля

Модуль АЦП не формирует данных о входном сигнале на все время проведения калибровки.

При помощи внешних адаптеров, подключаемых ко входу каждого из каналов АЦП, можно не только расширить диапазон входных сигналов, но и построить преобразователи измеряемых величин в сигнал, адаптированный по диапазону ко входным сигналам АЦП. К числу таких адаптеров можно отнести:

  • Делители напряжения, для проведения измерений напряжений, больших, чем входной диапазон АЦП
  • Шунты для преобразования ток-напряжение.
  • Специализированные преобразователи ток-напряжение для измерения слабых токов
  • Специализированные преобразователи сопротивление-напряжение.
  • Термопреобразователи на базе термопар и термосопротивлений можно подключать ко входным цепям без дополнительных адаптеров с помощью программной установки режима канала (одновременно с установкой коэффициента усиления и частоты обновления данных).

Модуль управления и связи служит для :

  • получения команд от внешнего контроллера по шине интерфейса КОП или по шине интерфейса RS232/485 и преобразование полученных команд в инструкции для каждого из модулей АЦП;
  • получения результатов измерений от каждого из модулей АЦП и преобразованию этих результатов в поток данных, поступающих от прибора внешнему контроллеру или другому потребителю.

Адаптер КОП служит для соглассования логических уровней интерфейса шины КОП с логическими уровнями модуля управления и связи.
Адаптер RS232/485 служит для соглассования логических уровней интерфейса шины RS232/485 с логическими уровнями модуля управления и связи.
Источник питания формирует питающие напряжения для внутренних модулей прибора из напряжения питающий сети 220В\ 50Гц

Органы управления и индикации.

На передней панели источника питания выведены следующие органы управления:

  • Кнопка "СЕТЬ" обеспечивает включение\выключение всего прибора. Кнопка совмещена со светодиодным индикатором. При нормальном включении прибора этот светодиод горит непрерывно. Если модуль управления и связи фиксирует аварийную ситуацию внутри источника питания, то этот светодиод мерцает, индицируя тем самым аварийную ситуацию.
  • 8 разъемов для подключения внешних источников сигнала (или дополнительных модулей для соглассования и преобразования сигналов).

Каждый из входных разъемов модуля АЦП имеет 5 контактов:

Кон
Имя
Назначение
1
+5V
Напряжение +5Вольт для питания внешних адаптеров
2
AIN+
Неинвертирующий дифференциальный вход АЦП
3
AGND
Общая шина 0 Вольт для питания внешних адаптеров
4
AIN-
Инвертирующий дифференциальный вход АЦП
5
-5V
Напряжение -5Вольт для питания внешних адаптеров

При работе без внешних адаптеров (или при отсутствии необходимости в их питании) используются только сигналы AIN+ и AIN- дифференциального входа модуля АЦП.

На задней панели прибора присутствуют:

  • 3-контактный разъем сетевого питания прибора.
  • 24-контактный разъем шины КОП.
  • 9-контактный разъем шины RS232/485.
  • 8-контактный переключатель педального типа управления внешними шинами управления.

При помощи этого переключателя можно выбрать тот канал внешнего управления (КОП или RS232/485), который будет основным для связи с внешним контроллерами. При выбранном основном канале управления КОП, это переключатель используется для задания адреса источника питания в адресном пространстве шины КОП. При выбранном основном канале RS232/485, при помощи этого переключателя пользователь имеет возможность установить скорость обмена в канале RS232/485.

При использовании внешних адаптеров напряжение на любом из входов АЦП не должно превышать напряжения питания, формируемого модулем для внешнего адаптера ±5В (±0,25В)

Канал шины КОП и канал шины RS232/485 гальванически связаны между собой. Этот факт следует учитывать при проектировании информационных связей источника питания с внешними контроллерами.

Основные технические характеристики

Параметр Значение

Диапазон входного сигнала, Вольт, не менее

КУ(*) = 1

±2,5

КУ = 128

±0,02

Дискретность оцифровки входного сигнала, мкВ, не более

КУ=1 и UR(**) = 10Гц

1

КУ=128 и UR = 10Гц

0,25

КУ=1 и UR = 50Гц

5

КУ=128 и UR = 50Гц

0,5

КУ=1 и UR = 500Гц

600 (***)

КУ=128 и UR = 500Гц

50 (***)

Подавление синфазной помехи на частоте оцифровки входного сигнала (при КУ =1…128) , дВ, не менее

100

Подавление гармоники входного сигнала на частоте оцифровки входного сигнала (при КУ =1…128) , дВ, не менее

94

Диапазон установки частоты обновления данных, Гц, не менее

10…500

Дополнительное питание внешних адаптеров (по каждому каналу), Вольт,

±5 (±0,25)

Допустимый ток в цепи питания внешних адаптеров, мА, не более

100

Диапазон допустимых колебаний сетевого напряжения, %, не более

20

Мощность, потребляемая от сети переменного тока,Ватт, не более

20

Скорость обмена по каналу КОП, кБайт\сек, не менее

250 (****)

Скорость обмена по каналу RS232/485, Бит\сек,

2400…115200 (****)

Максимальное напряжение гальванической изоляции от сети, кВольт, не менее

1,5

Максимальное напряжение гальванической изоляции входных клемм от разъемов шин внешнего управления,кВолт, не менее

1,5

Примечания:

(*) КУ - коэффициент усиления;
(**) UR - скорость обновления данных (update rate);
(***) в основном определяется величиной помех от промышленной сети 50Гц;
(****) - определяется параметрами UR по каждому из каналов.

Минимальные скорости имеет смысл устанавливать только при минимальных скоростях обмена данных по каждому из каналов. В противном случае возможна "потеря данных", когда данные поступают в канал обмена быстрее, чем передаются;

       
 
Контакты
   
Copyright © by iTT Ltd