3. Структурно-функциональная схема и описание сигналов при регистрации

Структурно - функциональная схема устройства показана на Рис. 1.

Рис. 1. Структурно-функциональная схема

Устройство запускается по сигналу оператора, генерируется короткий импульс, эхограмма сигнала принимается приемником и оцифровывается, передается на ПК и выводится на дисплей. По превышению уровня браковки на эхограмме принимается решение о браковке. Временная диаграмма работы представлена на Рис. 2.

Сигнал запуска

Сигнал одновибратора

Зондирующий импульс

Донный импульс

Запуск АЦП по возрастающему фронту

Зона возникновения отраженных импульсов

Сигнал окончания прохождения импульса по трубе, окончание работы АЦП

Оцифровка сигнала и его передача на ПК

Рис. 2. Временная диаграмма работы устройства

4. Определение частоты дискретизации и выбор средства регистрации.

Частота дискретизации определяется верхним уровнем динамического диапазона датчика давления (1 кГц). Данная величина удовлетворяет теореме Котельникова для основной частоты импульса (500 Гц).

Погрешность датчика давления 300 Па при чувствительности 1 В/кПа, и максимальном выходном напряжении 5 В, следовательно разрешение датчика – 300 мВ. Следовательно, минимальное число кодов АЦП = 5/0.3=16 (4-битный АЦП).

Требования к АЦП представлены в Таблица 2

Таблица 2. Требования к АЦП

Параметр	Значение
Минимальная частота дискретизации, Гц	1000
Минимальная разрядность	4
Число каналов	1
Диапазон входных напряжений, В	0-5
Интерфейс связи с ПК	PCI, ISA

Данным требованиям удовлетворяет АЦП: ЛА-2М5PCI (ЗАО Руднев-Шиляев). Параметры платы представлены Таблица 3.

Таблица 3. Параметры АЦП

Параметр	Значение
Частота дискретизации, кГц	400
Разрядность, бит	12
Каналов	32
Входное сопротивление, МОм	100
Диапазон входных напряжений, В	±10
Буфер данных, байт	2048
Интерфейс	PCI
Тип АЦП	Последовательного приближения

Минимальная тактовая частота шины PCI 33 МГц, объем передаваемых данный за 1 такт – 4 байта (133 байта в 1 мкс). При оцифровке одного канала на максимальной скорости оцифровки требуется передавать примерно 1 байт в 1 мкс. Т.о. оцифровка может вестись непрерывно, без ограничений в требованиях к времени контроля.

5. Выбор пк.

Требование к ПК:

1. Наличие разъема PCI;

2. Тактовая частота процессора должна быть, как минимум, в два раза выше частоты шины PCI;

3. Наличие средств вывода на экран;

4. Поддержка ПО для работы с АЦП (операционная система Win2000/XP);

5. Объем ОЗУ, достаточный для хранении осциллограммы трубы длиной 8 метров (25 мс времени = 20000 байт);

6. Объем жесткого диска достаточный для хранения 1000 осциллограмм.

На основании этих требований выбраны комплектующие для ПК (Таблица 4).

Таблица 4. Комплектующие для ПК

Наименование	Обозначение
Материнская плата	INTEL DP67DEB3 (OEM) LGA1155 <P67> PCI-E+GbLAN+SVGA+1394 SATA RAID MicroATX 4DDR-III
Процессор	CPU Intel Core i5-2400 3.1 ГГц/SVGA/1+6Мб с LGA1155
Жесткий диск	HDD 500 Gb SATA 6Gb/s Western Digital Caviar Black <WD5002AALX> 7200rpm 32Mb
ОЗУ	Kingston HyperX <KHX1333C9D3K2/4G> DDR-III DIMM 4Gb KIT 2*2Gb <PC3-10600> CL9