3 Розробка структурної схеми приладу

3.1 Вибір оптимального варіанту структурної схеми
В даному розділі буде розроблена структурна схема мікропроцесорної ваговимірювальної системи модернізованого дозатора АД-50-РКМ. Буде представлено три варіанти структурних схем, порівнявши які, за певними критеріями та охарактеризувавши їх, буде обрано оптимальну структурну схему, на основі якої буде розроблена інформаційно-вимірювальна система маси. Розглянемо першу структурну схему, яка наведена на рисунку 3.1:


Рисунок 3.1 – Перший варіант реалізації структурної схеми мікропроцесорної ваговимірювальної системи модернізованого дозатора АД-50-РКМ
Дана схема складається з наступних основних вузлів: P/U – первинний перетворювач (тензорезистивний сенсор); U/f – вторинний перетворювач напруги в частоту; БГР– блок гальванічної розв’язки; МХ – мультиплексор; MCU – мікроконтролер; І – інтерфейс обміну даними; ЗУ – засіб управління.

Принцип дії схеми: по двох каналах проводиться вимірювання ваги, на виході яких після вимірювання утворюється аналогова величина, яка поступає далі на вторинний перетворювач напруги в частоту. Блок гальванічної розв’язки здійснює функцію відокремлення блоків живлення вимірювальних каналів. Використання БГР в колах живлення значно підвищує завадостійкість та надійність обладнання і значно збільшує стійкість обладнання до впливу зовнішніх дестабілізуючих факторів. Далі сигнал прямує на мультиплексор який здійснює комутацію відповідного вимірювального каналу до входу MCU. Мультиплексором управляє мікропроцесор. Невід’ємною частиною мікропроцесорної системи є оперативна та постійна пам'ять, засіб управління та інтерфейс, за допомогою якого здійснюється обмін даними між мікропроцесорною системою та зовнішнім світом.

Дана мікропроцесорна система є завадостійкою і високоточною у вимірюваннях, тому найважливішим показником являється завадостійкість і точність виміряних показань.

Друга структурна схема зображена на рисунку 3.2:

Рисунок 3.2 – Другий варіант реалізації структурної мікропроцесорної ваговимірювальної системи модернізованого дозатора АД-50-РКМ
Дана схема складається з наступних основних вузлів: P/U – тензорезистивний сенсор; – підсилювач сигналу; МХ – мультиплексор; – аналогово-цифровий перетворювач (АЦП); MCU – мікроконтролер; І – інтерфейс обміну даними; ЗУ – засіб управління; HG – засіб відображення.

Принцип дії схеми: по двох каналах проводиться вимірювання ваги, на виході яких після вимірювання утворюється аналогова величина, яка поступає далі на підсилювач сигналу, який застосовують для підсилення малих різниць напруги на фоні синфазної завади. Потім сигнал прямує на мультиплексор який здійснює комутацію відповідного входу до входу АЦП . АЦП здійснює перетворення сигналу відповідно каналу у цифровий код, який передається до мікропроцесора. Управління мультиплексором та АЦП відбувається мікропроцесором. Невід’ємною частиною мікропроцесорної системи є оперативна та постійна пам'ять, засіб управління, засіб відображення та інтерфейс, за допомогою якого здійснюється обмін даними між мікропроцесорною системою та зовнішнім світом.
На рисунку 3.3 наведено третій варіант структурної схеми:

Рисунок 3.3 – Третій варіант реалізації структурної схеми мікропроцесорної ваговимірювальної системи модернізованого дозатора АД-50-РКМ
Позначення на схемі: P/U – датчик ваги;