Міністерство освіти Російської Федерації

Нижегородський державний технічний університет

Дзержинський філія

Факультет

Хіміко-механічний < p>
Кафедра

Автоматизація технологічних процесів і виробництв

Магістерська дисйому, програму, яка обслуговує інтерфейснепристрій сполучення та провести підключення вимірювальної установки до
ЕОМ.

Конструкція експериментальної осередку

В якості чутливих елементів на поверхнево-акустичниххвилях використовувалися лінії затримки ПАР, виконані на АТ-зрізімонокристалічного кварцу таким чином, що частота генеруєтьсяповерхнево-акустичної хвилі становила 170 МГц. Для виконанняпоставлених в даній роботі задач була виготовлена експериментальнаосередок наступної конструкції. На основу, що являє собою пластину
100 * 100 * 10 мм з нержавіючої сталі, встановлювався високочастотнийпідсилювач. Підсилювач був поміщений в металевий корпус 25х25х10 мм і йогопараметри були спеціально підібрані для використовувалися в ходідосліджень ПАР перетворювачів. У верхній грані корпусу підсилювачабули контактні отвори, в які вставлялися ніжки стандартного ПАРутримувача. Як кришки ПАР перетворювача, для виключення впливузовнішніх впливів на частоту ПАР, використовувалася нержавіюча пластина
40х40х4 мм, в якій було вирізано отвір необхідної геометрії тарозмірів. На верхню межу цієї пластини навпроти отвору була приваренаще одна платівка таким чином, що в першому пластині утвориласяпорожнину. До цієї порожнину містився ПАР перетворювач. Для створеннявакуумного ущільнення кришка тулилася до підсилювальної коробці за допомогоюболтів діаметром 5 мм через прокладку із силіконової гуми. У верхнючастина пластини над ПАР перетворювачем були вварив два штуцера знержавіючих трубок 3-х міліметрового діаметру для введення в клітинкунеобхідних газових потоків, а також відкачування її на вакуум. Для виключенняпопадання пилу і частинок бруду на поверхню розповсюдження поверхнево -акустичної хвилі, в штуцери були введені спеціальні фільтри,використовувані як вкладишів у вхідних штуцерах газових редукторів.
При проведенні експериментів штуцери осередку з'єднувалися з відповіднимивисновками універсального газового стенду.

Опис приладів і матеріалів

Для вимірювання частоти ПАВ в роботі використовувався частотомір електронно -рахунковий Ч3-54, характеристики якого представлені нижче:

Малюнок 3 Зовнішній вигляд частотомір Ч3-54

Призначення:

1. Частотомір електронно-рахунковий 43-54 призначений для:
- вимірювання частоти синусоїдальних і частоти проходження імпульсних сигналів;
- вимірювання періоду синусоїдальних і періоду проходження імпульсних сигналів;
- виміру тривалості імпульсів і інтервалів часу;
- вимірювання відношення частот електричних сигналів;
- підсумовування електричних сигналів;
- ділення частоти електричних сигналів;
- видачі напруг опорних частот;
- роботи зі змінними блоками.
2. Прилад за умовами експлуатації призначений для роботи в умовах:
- температура навколишнього середовища від 243 до 323 К (від мінус 30 до +50 ° С);
- підвищена вологість до 98% при температурі до 308 К (35 ° С).
3. Прилад живиться від мережі змінного струму напругою (220 ± 22) В частотою (50 ± 0,5) Гц; (220 ± 11) В або (115 ± 6) В частотою (400-12 +25) Гц.
4. У приладі передбачена можливість роботи зі змінними блоками та іншими приладами.

Застосування змінних блоків та інших приладів дозволяє робити вимірювання частоти в широкому діапазоні і значно розширює можливості приладу.

Під час роботи зі змінним блоком підсилювачем широкосмуговим ЯЗЧ-31/1 прилад вимірює частоту синусоїдальних сигналів в діапазоні від 0.1 до 60 МГц при рівні вхідного сигналу від 1 мВ до 10 В.

Під час роботи зі змінним блоком перетворювачем частоти ЯЗЧ-41 прилад вимірює частоту синусоїдальних сигналів в діапазоні від 0,1 до 1 Ггц при рівні вхідного сигналу від 0.05 до 1 В.

Під час роботи зі змінним блоком перетворювачем частот ти ЯЗЧ-42 прилад вимірює частоту синусоїдальних сигналів в діапазоні від 1 до 5 ГГц при рівні вхідного сигналу від 0.2 до 10 мВт.

Під час роботи зі змінним блоком перетворювачем частоти ЯЗЧ-43 прилад вимірює частоту синусоїдальних сигналів в діапазоні від 4 до 12 ГГц при рівні вхідного сигналу від 0.2 до 5 мВт.

Під час роботи зі змінним блоком перетворювачем частоти автоматичним ЯЗЧ-

72 прилад вимірює частоту синусоїдальних сигналів від 0.3 до 7 ГГц при рівні вхідного сигналу від 0.2 до 5 мВт. < p> Під час роботи зі змінним блоком перетворювачем частоти автоматичним ЯЗЧ-

72 або перетворювачем частоти ЯЗЧ-42 і перетворювачем частоти Ч5-13 вимірюється частота синусоїдальних сигналів в діапазоні від 10 до 78.33 ГГц при рівні вхідного сигналу від 0, 1 до 5 мВт (10 - 37.5) ГГц, від 0.5 до 5 мВт (37.5 - 70) ГГц і від 1 до 5 мВт (70 - 78.33) ГГц.

Під час роботи зі змінним блоком перетворювачем частоти ЯЗЧ -87 прилад вимірює частоту синусоїдальних сигналів і несучу частоту імпульсно-модульованих сигналів від 0.07 до 12 ГГц при рівні вхідного сигналу від

0.1 до 5 мВт.

Під час роботи зі змінним блоком перетворювачем частоти ЯЗЧ-88 прилад вимірює частоту синусоїдальних сигналів і несучу частоту імпульсно-модульованих сигналів від 8 до 18 ГГц при рівні вхідного сигналу від 0.4 мВт до 5 мВт.
5. Прилад може застосовуватися для настроювання, випробувань і калібрування різного роду приймально-передавальних трактів, фільтрів, генераторів, для настроювання систем зв'язку та інших пристроїв.

Технічні дані

1. Прилад вимірює:
. по ВХОДУ А частоту синусоїдальних сигналів:

- в діапазоні від 0.1 Гц до 420 МГц при напрузі вхідного сигналу від

0.1 до 100 В эфф.;

-- в діапазоні від 120 до 150 МГц при напрузі вхідного сигналу від 0.2 до 3 У эфф.;

. по ВХОДУ Д частоту синусоїдальних сигналів в діапазоні від 50 до 300 МГц при напрузі вхідного сигналу 0.2 до 3 У эфф.;

. по ВХОДУ А частоту проходження імпульсних сигналів будь-якої полярності, що мають не більше двох екстремальних значень за період, в діапазоні від

0.1 Гц до 120 МГц при напрузі вхідного сигналу від 0,3 до 100 В.

2. Відносна похибка вимірювання частоти синусоїдальних та імпульсних сигналів (f в межах значень, розрахованих за формулою:

де (0 - відносна похибка за частотою внутрішнього кварцового, генератора або зовнішнього джерела, що використовується замість внутрішнього генератора; fізм - вимірювана частота , Гц; tcч - час рахунку, с.
3. Номінальне значення частоти кварцового генератора - 5 МГц. Межі коректування частоти кварцового генератора при випуску приладу не менше

± 5 • 10-7 щодо номінального значення частоти.

Дійсне значення частоти кварцового генератора при випуску приладу встановлено з похибкою в межах ± 2 • 10-8 щодо номінального значення частоти після часу встановлення робочого режиму.
4. Максимальна відносна похибка по частоті кварцового генератора після часу встановлення робочого режиму не повинна бути більше:

± 1.5 (10-7 протягом 1 місяця;

± 2.5 (10-7 протягом 6 місяців;

± 5 (10-7 протягом 12 місяців,

Час 1, 6 і 12 місяців відраховується з моменту встановлення дійсного значення частоти з похибкою в межах ± 2 (10 -8.
5. Відносна зміна середнього значення частоти вихідного сигналу кварцового генератора за 1 добу в межах: після часу встановлення робочого режиму ± 2 (10-8; після 24 годин безперервної роботи ± 1 (10-8; після 72 годин безперервної роботи ± 5 (10-8 .
6. Середньоквадратичне відносна випадкова варіація часто? овательного порту комп'ютера складає 115200 біт/сек, що обмежує швидкість обміну величиною близько 10 Кбайт/сек);
. застосування стандартного інтерфейсу для підключення до комп'ютера без його відкриття.

Далі наведено інформацію, користуючись якою розробник зможездійснити пару проектованого пристрою з комп'ютером за допомогоюінтерфейсу RS-232C

Інтерфейс RS-232C призначений для підключення до комп'ютерастандартних зовнішніх пристроїв (принтера, сканера, модему, миші та ін), атакож для зв'язку комп'ютерів між собою. Основними перевагамивикористання RS-232C в порівнянні з іншими інтерфейсами єможливість передачі на великі відстані і набагато більш простійз'єднувальний кабель. У той же час працювати з ним трохи складніше.
Дані в RS-232C передаються в послідовному коді побайтно. Кожен байтобрамляється стартовим і степових битами. Дані можуть передаватися як водну, так і в інший бік (дуплексний режим).

Комп'ютер має 25-контактний (DB25P) або 9-контактний (DB9P) роз'ємдля підключення RS-232C. Призначення контактів роз'єму наведено в таблиці
1.

| Ланцюг | Контакт (25-контактний | Контакт (9-контактний | I/O |
| | Роз'єм) | роз'єм) | |
| FG | 1 | '| - |
|-TxD | 2 | 3 | 0 |
|-RxD | 3 | 2 | I |
| RTS | 4 | 7 | 0 |
| CTS | 5 | 8 | I |
| DSR | 6 | 6 | I |
| SG | 7 | 5 | - |
| DCD | 8 | 1 | I |
| DTR | 20 | 4 | 0 |
| RI | 22 | 9 | I |

Таблиця 1 Призначення контактів роз'ємів інтерфейсу RS-232C

(I - вхідний сигнал комп'ютера, О - вихідний сигнал). < p> Призначення сигналів наступне.

FG - захисне заземлення (екран).
-TxD - передача даних комп'ютером в послідовному коді (логіканегативна).
-RxD - дані, що приймаються комп'ютером в послідовному коді (логіканегативна).
RTS - сигнал запиту передачі. Активний у весь час передачі.
CTS - сигнал скидання (очищення) для передачі. Активний у весь час передачі.
Говорить про готовність приймача.
DSR - готовність даних. Використовується для завдання режиму модему.
SG - сигнальне заземлення, нульовий провід.
DCD - виявлення несучої даних (детектування сигналу).
DTR - готовність вихідних даних.
RI - індикатор виклику. Каже про прийом модемом сигналу виклику потелефонної мережі.

Найбільш часто використовуються три-або чотирипровідна зв'язок (длядвобічної передачі). Схема з'єднання для чьотирьох лініїзв'язку показана на рис. 4

Для двухпроводной лінії зв'язку у випадку тільки передачі з комп'ютерау зовнішній пристрій використовуються сигнали SG і TxD. Всі 10 сигналівінтерфейсу задіюються тільки при з'єднанні комп'ютера з модемом.

Формат переданих даних показаний на рис. 5. Власне дані (5, 6,
7 або 8 біт) супроводжуються стартовим бітом, бітом парності і одним абодвома степових битами. Отримавши стартовий біт, приймач вибирає з лініїбіти даних через певні проміжки часу. Дуже важливо, щобтактові частоти приймача і передавача були однаковими (допустимарозбіжність - не більше 10%). Швидкість передачі по RS-232C може вибиратисяз ряду: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600,
115200 біт/с.

Малюнок 4 Схема 4-провідної лінії з