Передающее устройство систем телеизмерения
Другие рефераты
Содержание
1 Введение 2
2 Назначение и область применения 4
3 Технические характеристики 4
4 Структурная схема передатчика 5
5 Разработка и расчёт основных блоков схемы 7
5.1 Параметры НС – кода 7
5.2 Выбор комбинаций НС – кода 10
5.2.1 1 –я посылка 11
5.2.2 2-ая посылка 14
5.3 Выбор АЦП 16
5.4 Расчёт делителя напряжения 19
5.5 Реализация регистра 20
5.6 Разработка логического узла 20
5.7 Выбор передаваемых частот и полос пропускания 21
5.8 Расчёт генераторов гармонических колебаний 23
5.9 Расчёт полосовых фильтров 25
5.10 Разработка блока управления 27
6 Основные требования к алгоритмам диагностирования 29
7 Техническая диагностика и прогнозирование 32
8 Связь технической диагностики с надежностью и качеством 35
9 Основы теории технической диагностики 38
10 Разработка технического диагностирования 40
11 Разработка схемы диагностирования 44
12 Диагностирование работоспособности системы 46
13 Заключение 48
Приложение А (задание на бакалаврскую работу)__________________
Приложение Б (список литературы)______________________________
1 Введение
Проектирование современных систем телемеханики в корне отличается от
тех же систем спроектированных буквально несколько лет назад. Это
объясняется в первую очередь тем, что для построения современных систем
телемеханики широко используются интегральные микросхемы и средства
вычислительной техники.
Использование современных технологий неизбежно влечёт к повышению
скорости работы систем, улучшения качества и размеров систем, повышению
точности и т.д., по сравнению со своими предшественниками, выполненными на
транзисторах и диодах. Так кроме традиционных функций (телеуправление,
телеизмерение, телесигнализация, телерегулирование и передача
статистической информации) они могут осуществлять предварительный отбор
информации после её сбора, образовывать сигналы, оптимальные для передачи
по данному каналу связи, принимать решения для управления местной
автоматикой, выдавать по выбору и повторно информацию диспетчеру для
визуального контроля и регулирования и т.д.
Кодирование применяемое в современных системах телемеханики позволяет
повышать их защищённость от помех за счёт более совершенных кодов которые в
схемной реализации более просты чем их соратники, а сжатие данных позволяет
увеличить объём передаваемой информации по тем же каналам связи.
Устройства телеизмерения (ТИ) осуществляют передачу на расстояние
значений измеряемых величин, их регистрации или ввода данных в
автоматическое устройство. Все системы ТИ подразделяют на аналоговые и
дискретные. Дискретные системы ТИ наиболее близки по принципам построения
схем и используемой аппаратуре к системам телеуправления. Характерная
особенность дискретных систем – осуществление в передающем устройстве
операции квантования по уровню. При этом вместо передачи непрерывного ряда
значений измеряемой величины передаётся конечное её значений (уровней),
каждому из которых соответствует при кодировании определённая кодовая
комбинация. В зависимости от принципа кодирования различают частотно-
импульсные (использующие числовой код) и кодово-импульсные (использующие
многоэлементный код) дискретные системы ТИ.
К аналоговым системам принято относить такие системы ТИ, в которых
каждому из непрерывного ряда значений измеряемой величины соответствует
вполне определённый сигнал ТИ.
Основное преимущество дискретных систем по сравнению с аналоговыми –
незначительное влияние изменения параметров линии связи и помех в каналах
связи на передаваемые сигналы.
К преимуществам кодово-импульсных систем ТИ следует отнести высокую
помехоустойчивость и отсутствие принципиальных ограничений для повышения
точности телепередачи, обусловленные дискретным характером сигналов. Кроме
того, такие системы приспособлены для вывода информации в цифровой форме.
В кодово-импульсных системах кодируется либо угол поворота стрелки
первичного измерительного прибора, либо унифицированный электрический
параметр (ток или напряжение), в которой предварительно преобразуется
измеряемая величина.
Задача кодирования сообщения в общем случае заключается в согласовании
свойств источника сообщений со свойствами канала связи. Различают
кодирование источника сообщений (эффективное кодирование) и кодирование,
учитывающее влияние помех в канале связи (помехоустойчивое кодирование).
2 Назначение и область применения
Устройства телеизмерения осуществляют передачу на расстояние значений
измеряемых величин, их регистрации или ввода данных в автоматическое
устройство. В основном такие системы применяются в условиях, когда передача
данных затруднительна в прямом виде, тогда стаёт вопрос о применении таких
систем.
3 Технические характеристики
Основные технические характеристики разрабатываемого передатчика
системы телеизмерения имеют следующие значения:
|- диапазон изменения измеряемой величины, В |0 – 15 |
|- допустимая приведённая погрешность измерения, В |2.8 |
|- максимальная частота изменения измеряемого |100 |
|напряжения, Гц | |
|- метод разделения сигналов |Частотно-временной |
|- метод избирания |Частотно-распределите|
| |льно-комбинационный |
|Вид проектируемого устройства |Передатчик |
|- код |Неприводимый |
| |сменно-посылочный |
| |(НС) |
4 Структурная схема передатчика
Разрабатываемая схема приёмника должна осуществлять передачу полученной
информации без временных интервалов между посылками, а также производить её
обработку с наименьшим временем.
Структурная схема изображена на рисунке 4.1.
Измеряемое напряжение поступает на вход делителя напряжения,
предназначенного для согласования уровня входного сигнала с входом АЦП.
Преобразованное напряжение поступает на АЦП, с выхода которого часть
двоичного кода, соответствующая первой посылке, сразу же подаётся на блок
кодирования (блок логических устройств), а остальная часть – на триггеры,
выступающие в роли регистра. Блок регистров предназначен для хранения
двоичного кода в то время, когда выходы АЦП находятся в Z – состоянии, что
позволяет осуществлять беспрерывную передачу. С выхода блока регистров
двоичный код поступает на логический блок (блок кодирования), где
происходит преобразование двоичного кода в неприводимый сменно-посылочный
код. Сигналы с выхода логического блока поступают на блок преобразования в
частоту логических сигналов, где находятся генераторы частоты, ключи
включения генераторов, полосовые фильтры и сумматор. Колебания с выходов
полосовых фильтров поступают на сумматор, с выхода которого в линию
поступает выходной сигнал. Работой вышеперечисленных блоков управляет блок
управления, который должен производить следующие операции:
запуск АЦП на преобразование;
управление передачей данных с АЦП;
управлять записью в регистры;
управлять очерёдностью выдачи в линию посылок.
5 Разработка и расчёт основных блоков схемы
5.1 Параметры НС – кода
Допустимая погрешность для АЦП определяется по следующей формуле:
(=0,5(доп , (5.1)
(=0,5*2.8 = 1.4%.
Количество уровней квантования АЦП (N):
N = 100/( + 1, (5.2)
N = 100/1.4 + 1 = 72.4 .
Поскольку такая разрядность не может быть достигнута то принимаем
N=128.
Разрядность кодовой комбинации (n):
n = log2 N, (5.3).
n = log2 128 = 7.
Для преобразования комбинаций двоичного кода (ДК) в НС – код комбинации
ДК разбиваются на n групп, число которых равно числу посылок НС – кода nв.
Комбинациям ДК каждой группы присваиваются комбинации частот из
соответствующих групп сочетаний, образованных для построения посылок НС –
кода .При разбиении разрядов ДК на группы, а так же при формировании
комбинаций посылок НС – кода следует учитывать, что число возможных
перестановок в группе (комбинаций ДК) не должно превышать количества
комбинаций соответствующих посылок:
[pic][pic] , (5.4)
где
Niгрдк – число комбинаций i – ой группы ДК;
Nnвi – количество комбинаций i – ой посылки НС.
Выбор числа частотных позиций nч для построения комбинаций посылок НС –
кода производится из условия:
[pic]. (5.5)
Примем nв = 3 (nв – количество посылок).
Для преобразования семиразрядного ДК в НС – код , у которого nв=3
mч=2, количество необходимых комбинаций:
Nком( 23+2*22 =16.
При nч = 7 Nком = 21,а при nч = 6 Nком = 15 ,поэтому будем
использовать 7 частотных позиций.
Относительная скорость передачи определяется по следующей формуле:
[pic] , (5.6)
где
M – количество инфо
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
