ابزار اندازه گیری و کنترل

ابزار اندازه گیری و کنترل

اسلاید 1: دانشگاه کردستاندانشکده کشاورزیگروه مهندسی بیوسیستمابزار اندازه گیری و کنترلInstrumentation and Controlمدرس:دکتر کاوه ملازادهفصل چهارم:ابزارهای دقیق ثبت دیجیتال

اسلاید 2: 1مقدمه در طی دو دهه اخير پيشرفت زيادی در توسعه ابزار دقيق ديجيتال صورت گرفته است. ترکيب ابزارهای آنالوگ با پردازش ديجيتال که از طريق تبديل آنالوگ به ديجيتال صورت مي گيرد، به دليل مزايای پردازش ديجيتال اطلاعات آنالوگ، ابعاد جديدی به هر دو زمينه تحليل مهندسی و کنترل فرايند اضافه کرده است. سيستم آنالوگ و ديجيتال از طريق اتصال (اينترفيس)A/D با هم ارتباط برقرار مي کنند. عضو کليدی اين اتصال، که از سيستم آنالوگ اطلاعات مي گيرد و به سيستم پردازش سيگنال اطلاعات مي دهد، مبدل A/D (Analogue to Digital Converter ) است.

اسلاید 3: 2یک سیستم ابزار دقیق آنالوگ-دیجیتال

اسلاید 4: 3کدهای دیجیتال سيستم های ديجيتال حاوی تعداد زيادی دروازه های منطقی (Logic gates) هستند که مانند سوييچ عمل مي کنند و مي توانند خاموش يا روشن باشند. چون دروازه های منطقی تنها دو حالت دارند، لذا کلمات ديجيتال از المان های دوتايی تشکيل شده اند که به آنها بيت (bit) گويند. بيت ها يا صفرند برای حالت خاموش و يا يک هستند برای حالت روشن. يک کلمه ديجيتال با آرايش 4 بيتی يعنی 1011 را در نظر بگيريد:Most significant bit (MSB)Least significant bit (LSB)1011

اسلاید 5: 4کدهای دیجیتال 1 0 1 1Weight of MSB=

اسلاید 6: 5کدهای دیجیتال با توجه به جدول زیر يک کلمه 4 بيتی به اندازه يا شانزده حالت شمارش دارد. ماکزيمم عددی که ميتوان با يک کد 4 بيتی بدست آورد برابر 15 است. در حالت کلی، ماکزيمم عددی که مي توان از يک کد n بيتی بدست آورد برابر است با:

اسلاید 7: 6فرآیندهای تبدیل سیگنال Analogue to Digital (A/D) conversionDigital to Analogue (D/A) conversion

اسلاید 8: 7ولت مترهای دیجیتال (Digital voltmeters) ولت مترهای دیجیتال به جای اینکه با حرکت عقربه مثل حالت آنالوگ میزان ولتاژ را نشان دهند، با استفاده از مبدل آنالوگ به دیجیتال، ولتاژ را با اعداد نوری نمایش می دهند. ولت مترهای دیجیتال مزایای زیادی مثل سرعت قرائت، افزایش صحت، تفکیک پذیری بهتر و توانایی انجام عمل خودکار نسبت به انواع آنالوگ دارند.

اسلاید 9: 8سیستم های ثبت اطلاعات (Data loggers) سیستم های ثبت اطلاعات (دیتالاگرها) از سه بخش تشکیل شده است: 1. اسکنر یا پویشگر، 2. ولت متر دیجیتال (پردازنده)، 3. ثبت کننده (ثبات) دیتالاگرها را می توان برای ثبت خروجی تعداد زیادی مبدل (1000 یا بیشتر) با نرخ نمونه برداری متناسب با توان ولت متر دیجیتال و درجه تفکیک مورد نیاز، به کار برد.

اسلاید 10: 9سیستم های اخذ (تحصیل) داده (Data acquisition systems) سیستم های اخذ داده شبیه سیستم های ثبت داده هستند که در آن ها تعداد زیادی از مبدل های ورودی پذیرش شده و به طور خودکار پردازش می شوند. تفاوت سیستم های اخذ داده با دیتالاگرها: 1. سیستم های اخذ داده ها به مراتب سریع ترند (نرخ نمونه برداری 20000 تا 250000 نمونه در ثانیه). 2. سیستم های اخذ داده، دارای نرم افزار اضافی و توانایی پردازش گرافیکی برای هر دو منظور پردازش اطلاعات و کیفی کردن گزارش نمایش گرافیکی نتایج است.

اسلاید 11: 10سیستم های اخذ داده مبتنی بر کامپیوتر (PC-based data acquisition systems) سیستم های اخذ داده مبتنی بر کامپیوتر، کارت ها یا مدارهایی هستند که داخل کامپیوتر قابل نصب است و دارای اجزای زیر می باشند:1. مدار هماهنگ کننده سیگنال، 2. مبدل آنالوگ به دیجیتال، 3. میکروکنترلر با حافظه، 4. پورت ها (درگاه های) ارتباطی و 5. نرم افزار (به منظور شناسایی کارت توسط کامپیوتر)

اسلاید 12: 11اسیلوسکوپ های دیجیتال (Digital oscilloscopes) اسیلوسکوپ های دیجیتال علاوه بر قابلیت نمایش سیگنال، قابلیت ذخیره سازی مداوم و پردازش سیگنال ورودی را دارا می باشد.