Структурная схема адаптера аналогового датчика

Рис. 4.21

 

Слабый, как правило, сигнал с датчика усиливается усилителем, например, до уровня 0 ¸10 В, а затем поступает в аналого-цифровой преобразователь (АЦП). В АЦП он преобразуется в цифровой код, обычно двоичный. Чтобы обеспечить приемлемую погрешность преобразования, АЦП формирует 10 ¸ 12 – разрядный код. Так, например, аналоговый сигнал диапазона 0 10 В, преобразованный в 12-разрядный код, будет выражаться цифрой, находящейся в диапазоне 0 ¸ 4095 и представленной на выходе АЦП двоичным кодом.

Для уменьшения объема и стоимости электроники один АЦП часто "обслуживает" несколько датчиков, поочередно подключаемых к нему через коммутатор (мультиплексор). Управление коммутатором осуществляет микроЭВМ.

АЦП – технически сложное устройство. Принципы его построения будут рассмотрены ниже.

В английской технической литературе русской аббревиатуре АЦП соответствует аббревиатура "ADC" – analog-digital converter.

Адаптеры датчиков дискретного действия (в виде электрического контакта) существенно проще, поскольку по принципу действия такой датчик непосредственно формирует логические сигналы "0" или "1". В простейшем случае контакты датчика включаются последовательно с резистором и цепью питания (рис.4.22).

В первом варианте контакт "S" датчика нормально разомкнут, U _вых =5В, т.е. – "1". При срабатывании датчика его контакт "S" замыкается, U _вых =0, т.е. – "0". Второй вариант схемы формирует противоположные, по сравнению с первым, дискретные сигналы, т.к. здесь датчик работает на размыкание, а в первой схеме – на замыкание.

 

Варианты адаптеров дискретных датчиков

Рис. 4.22

 

Адаптеры исполнительных механизмов дискретного действия чаще всего строятся по схеме простейшего усилителя на транзисторе (см. рис. 1.15). В качестве исполнительного механизма используется электромагнитное реле, сигнальная лампа и т.д. На рис. 4.23 представлена типичная схема такого адаптера, работающего на реле.

 

Адаптер дискретного выходного сигнала

 

Рис. 4.23

 

 Когда от микроЭВМ поступает напряжение логической "1", транзистор открывается, реле срабатывает и его контакты, включенные в цепь управления объектом, замыкаются. При подаче на вход логического "0", транзистор закрыт и реле обесточено. Диод защищает транзистор от выхода из строя. Когда транзистор закрывается, ток через катушку реле резко снижается, что вызывает появление на ее выводах ЭДС самоиндукции, величиной сотни вольт. Эту ЭДС диод закорачивает, не позволяя ей воздействовать на транзистор. Резистор R 1 ограничивает ток базы транзистора. Одно из достоинств данной схемы – электрическое (гальваническое) разделение силовой электрической цепи объекта управления и слаботочной цепи управления, т.е. микроЭВМ. Для этой же цели в схемах адаптеров как датчиков, так и исполнительных механизмов широко применяются оптроны (см. рис. 1.27).

В отдельных случаях цифровой сигнал, формируемый в микроЭВМ, необходимо выводить в аналоговой форме. Такие выходные адаптеры строятся на основе цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). В английской технической литературе аббревиатура ЦАП соответствует "DAC" – digital – analog converter. Такой преобразователь преобразует цифровой код определенной разрядности в пропорциональный ему аналоговый сигнал. Например, если на входы ЦАП поступает 12-разрядный двоичный код, численное значение которого находится в диапазоне 0 .. 2¹² = 0 .. 4096, то на выходе ЦАП будет формироваться напряжение в диапазоне 0 … 10 В, с "шагом" 10/4096»2,5 мВ.

 

 

⇐ Предыдущая14151617181920212223Следующая ⇒

Поделиться: