5 Разработка функциональной схемы устройства управления

Устройство управления производит коммутацию контактов, тем самым обеспечивая установку режима измерения и устанавливает положение запятой в результатах измерения. Функциональная схема устройства управления изображена на рисунке 5.1

Рисунок 5.1 — Функциональная схема устройства управления

5. Разработка функциональной схемы цифрового вольтметра

На основании предыдущих этапов разработки была получена функциональная схема ЦВ, представленная на рисунке 6.1.

ВЫВОД

В результате выполнения курсового проекта был спроектирован цифровой вольтметр, при этом процесс проектирования был разбит на два основных этапа. Первым этапом является системный анализ и синтез ЦВ, который предполагает построение структурной схемы цифрового вольтметра; определение информационных связей между блоками, которые выполняют преобразование измерительной информации. Также на этом этапе была подробно рассмотрена математическая модель цифрового вольтметра и определены его системные параметры:

а) характеризующие свойства функции преобразования ЦВ:

– ступени квантования q₁ = 0,000173 В , q₂ = 0,00173 В , q₃ =0,0173 Вдля каждого из трех диапазонов измерения;

– количество различных показаний (отсчетов) прибора М=1000;

– абсолютная погрешность ∆max₁ =0,0001 В, ∆max₂ =0,001 В, ∆max₃ =0,01 В.

б) характеризующие функции, выполняемые блокам структуры ЦВ:

– коэффициенты передачи аналогового преобразователя К₁=20 , К₂=2 , К₃=0,2.

– величину ступени квантования квантователяq_кв= 0,01 В;

– разрядность кодов m_кв=12 и m_пр=24 на выходе квантователя и преобразователя кодов, соответственно.

Вторым этапом является этап функционального проектирования, который включает в себя разработку функциональных схем всех блоков, а именно: аналогового преобразователя, квантователя, преобразователя кода, отсчетного устройства и устройства управления. Кроме того на этом этапе были найдены параметры, определяющие процесс функционирования каждого блока.

В итоге на основании структурной схемы и рассчитанных системных параметров была получена функциональная схема ЦВ, состоящая из:

- масштабирующего преобразователя, задача которого заключается в преобразовании уровня напряжения на входе прибора к сигналу, при котором возможно осуществление операции квантования;

- квантователя с двухтактным интегрированием, с помощью которого напряжение преобразуется в код;

- преобразователя кода, задача которого состоит в преобразовании двоично-десятичного кода в «семеричный». В данном случае этот преобразователь кода состоит из регистра, предназначенного для приема, кратковременного хранения четырехразрядного двоичного кода и четырех комбинационных схем, имеющих 4 входа и 7 выходов. Каждый из семи выходов комбинационной схемы подключен к определенному элементу (сегменту) семисегментного элемента индикации;

- отсчетного устройства, состоящего из четырех семисегментных элементов индикации;

- устройства управления, выполняющего следующие функции:

1) определяет диапазон измерения;

2) дает сигнал о запуске процесса квантования и получает сведение о его завершении;

3) определяет код, соответствующий результату квантования;

4) определяет позиции, в которых идентифицируется точка.

Итак, этот блок связан со всеми блоками и является важной частью ЦВ.

Используя полученные результаты, задавшись значением измеряемого напряжения, были определены сигналы на выходе каждого из блоков схемы и полученный результат совпал с заданной величиной напряжения, что свидетельствует о правильности решения поставленной задачи.