ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения конструкторской разработки.

Частотомер представляет собой виртуальный прибор на базе ibm - совместного персонального компьютера, тактовая частота работы процессора которого не менее 100 МГц.

Основными элементами схемы являются: формирователь импульсов (ФИ), генератор тактовой частоты (ГТЧ), счетчик, набор логических элементов и передатчик rs-232 С.

Функциональная схема аппаратной части частотомера приведена на рис. 1, временные диаграммы, поясняющие работу (см. рис. 2)

Ввод измерительной информации осуществляется через СОМ-порт реализующий интерфейс rs-232 С.

Импульсы измеряемой частоты, соответствующие моментам перехода сетевого напряжения через нуль, поступают на ФИ, с помощью которого, синхронизируемые по ГТЧ, формируются информативные импульсы ( ii) длительностью 5 Т ₀ (Т ₀ - период работы ГТЧ, соответствующий времени передачи одного информативного бита). В данном частотомере при скорости ввода через СОМ-порт в 57,6 кбит/с Т ₀=12,5 мск.

При вводе измерительной информации СОМ-порт работает в асинхронном режиме. При передаче информации длительность стартового импульса равна 3 Т ₀, по стандарту rs-232 С - требуется полтора периода Т ₀. Имеющееся свободное время ожидания очередного стартового импульса ( bi) (на рис. 2 [t ₀, t ₁]), увеличено за счет того, что в процессе передачи/приема не используется тестовый бит проверки на четность. Это время используется для выполнения операций ввода и сжатия данных.

Блок-схема алгоритма накопления входной информации приведена на рис. 3, где

k - счетчик числа принимаемых байтов, m - счетчик числа байтов поступающих за период измеряемой частоты. При приеме данных в тестовом блоке 4 проверяется содержание очередного принятого байта. Если все биты принятого байта равны единице, то алгоритм переходит в режим ожидания очередного байта. В противном случае в блоках 4 и 5 осуществляется запись в ОЗУ компьютера числа m принятых байтов с кодом 11111111 и содержимого байта с нулевыми битами, который (см. рис. 2) позволяет уточнить время прихода информативного импульса с погрешностью не более Т _0.

В процессе обработки накопленной информации в зависимости от m и содержимого уточняющего байта размер каждого i-го периода Т [i] вычисляется по формула приведенным в табл. 1.

В тестовом блоке 8 осуществляется проверка условия окончания процедуры ввода данных. Посредством числа n _t задается длительность времени измерения. Так как время передачи очередного байта составляет 12 t ₀, то время измерения t_и=12 n _t t ₀. В данном частотомере при времени измерения, равном 1с, принимается n _t=33333 байт, но за счет сжатия информации в ОЗУ записывается не более 160 байт, которые сгруппированы по 3 байта: 2 байта для записи числа m и один байт с информацией уточняющий приход информационного импульса.

По рассчитанным значениям Т [i] вычисляется значения измеряемой частоты с помощью формулы:

где a- нормирующий коэффициент, g(t)=e ^-t2 - весовая функция, t - параметр весовой функции.

Принцип работы следующий. Импульсы измеряемой частоты, соответствующие моментам перехода сетевого напряжения через нуль, преобразуются в цифровой сигнал, обрабатываемый персональным компьютером.