Компьютерные технологии в физике. Часть 2. Эксперимент с компьютерной поддержкой. Артамонов М.Ф - 7 стр.

                  1. Структура и функционирование измерительно-
                             вычислительной системы

                    Измерительно-вычислительная система (ИВС) представляет собой
              совокупность аппаратных и программных средств для автоматизации про-
              ведения физического эксперимента. Под автоматизацией подразумевается
              сбор, хранение и накопление информации, а также управление экспери-
              ментом и процессом измерения посредством единого (стандартизованного)
              средства связи в системе исследователь - физический процесс (объект). В
              качестве этого средства обычно используется компьютер. Подобная авто-
              матизация предусматривает контроль над ведением эксперимента полно-
              стью программными методами, являющимися гибким инструментом в ру-
              ках исследователя, который управляет ходом измерений, задавая только
              определённые команды компьютеру и получает результаты на экране дис-
              плея или в распечатанном виде. Рассмотрим рис.1.1, на котором приведе-
              на структурная организация простейшей ИВС. Измерение требуемого па-
              раметра физического объекта осуществляется с помощью соответствую-
              щего датчика (например, температура измеряется с помощью термопары),
              при этом полученная величина обычно изменяется непрерывным образом
              в некотором диапазоне, т.е. сигнал датчика имеет аналоговую форму. Для
              последующей обработки сигнала его необходимо преобразовать в цифро-
              вую форму. Эта процедура осуществляется аналого-цифровым преобразо-
              вателем (АЦП). Поскольку АЦП оперирует сигналами стандартной ам-
              плитуды ( обычно ± 1В), в то время, как амплитуда сигнала датчика может
              существенно изменяться в процессе измерений, необходимо использовать
              согласующее устройство (например, операционный усилитель), обеспечи-
              вающее приведение амплитуды сигнала к стандартизованной величине.
              Сигнал в цифровом виде поступает на вход компьютера (ПК).
                     Наряду с измерением некоторой физической величины, иногда не-
              обходимо внешнее воздействие на физический объект, например , изме-
              нить положение датчика параметра относительно объекта, или напрямую
              воздействовать на физический объект или окружающую его среду. Для
              реализации этой функции служит нижняя ветвь блок-схемы, изображённой
              на рис.1.1. Для управления исполнительным устройством (реле, шаговый
              двигатель, управляемый усилитель и т.п.) нужен аналоговый сигнал, в то
              время как от ПК можно получить только цифровой. Для преобразования из
              цифрового представления в аналоговое служит цифро-аналоговый преоб-
              разователь ЦАП. Он осуществляет операцию, противоположную дейст-
              вию АЦП. Аналоговый сигнал с выхода ЦАП поступает через согласую-
              щее устройство 2 на исполнительное, которое воздействует, например, на
              физический объект или датчик.


                                                      6


PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version http://www.fineprint.com