Формирование технических требований к структурным компонентам

Особое значение в структуре СИ занимает устройство адаптации входных сигналов. От него зависят основные метрологические характеристики прибора.

Под адаптацией понимается цепочка преобразований, на выходе которой получают цифровой код, предназначенный для отображения, последующего преобразования или трансляции по каналам связи.

Структура схема устройства адаптации представлена на рис. 2.2, где

З - схема защиты;

Н - схема нормализации;

Ф - схема фильтрации;

Д - устройство дискретизации;

К - устройство квантования [4].

Рис. 2.2. Структурная схема измерительного канала

Задача измерителя - выявление аномальных состояний контролируемых сетей. Но некоторые из них (высоковольтные импульсы) могут быть опасны и для самого прибора. Поэтому в его структуре предусмотрены схемы защиты входных цепей от таких высоких (1…5кВ), но кратковременных напряжений.

Контролируемые напряжения не могут быть преобразованы в код без предварительного согласования уровня с последующими элементами. Для этого используют схемы нормализации, которые должны понижать уровень входного напряжения до определенного уровня.

Фильтрация необходима для ограничения спектра входного сигнала, так как в соответствии с ТЗ информативными являются первые сорок его гармоник. Другие - помехи.

Дискретизация и квантование сигнала - завершающие операции цепочки преобразований, которые осуществляются с помощью АЦП, имеющем в своем составе УВХ.

Преобразование фазных напряжений должно осуществляться синхронно, т. е. дискретизация сигналов должна происходить в одни и те же моменты времени для всех каналов. Это требование следует непосредственно из [1] при выполнении алгоритма выделения показателей несимметрии по обратной и нулевой последовательности.

На рис. 2.2 представлена схема одного измерительного канала. В приборе их число равно числу контролируемых фаз.

Устройство обработки первичной информации

Выделение ПКЭ требует сложных расчетов, а значит в качестве вычислителя необходимо использовать производительный МК. Применение специализированных ПЦОС в данном случае не оправдано, так как по условиям исходных данных (ИД) нас интересуют не все ПКЭ, определенные в стандарте [1]. А как показала практика (указанный выше прототип), вычислительной мощности современных 32-битных МК достаточно для решения поставленной задачи.

Устройство управления

Устройство управления может быть реализовано на основе того же МК, что и вычислитель, но от него, в общем случае, не требуется столь же высокая производительность.

Устройство регистрации информации

Для регистрации информации в измерителе предполагается использовать съемную флэш-память. В настоящее время на рынке представлено большое разнообразие различных карт памяти данного типа. При этом наибольшее распространение получил формат SD/MMC.

Карты памяти данного формата представляют собой флэш-память с четырехпроводным интерфейсом SPI, заключенную в пластиковую оболочку. Они отличаются невысокой ценой.

Устройство трансляции данных

Устройство трансляции необходимо для обмена информацией между измерителем и удаленным потребителем, в роли которого может выступать как ПК, так и любой другой прибор в случае, если они работаю в рамках одной распределенной сети.

Интересное из раздела

Цифровой КИХ-фильтр для частотной селекции измерительных сигналов
Цифровой фильтр (ЦФ) - устройство, пропускающее, либо подавляющее заданные в цифровой форме сигналы в определенной полосе частот. В отличие от аналоговых фильтров, у кото ...

Автоматизированная система учета энергоресурсов
Вследствие роста тарифов на энергоресурсы, потребляемые населением (газ, вода, электроэнергия), встает вопрос о необходимости оперативного и достоверного контро ...

Преобразователь двоичного кода
Логические элементы (узлы) предназначены для выполнения различных логических (функциональных) операций над дискретными сигналами при двоичном коде их предст ...