Выбор принципа действия электронно-вычислительного средства или автоматизированного комплекса и его системотехнической реализации
Выбор принципа действия электронно-вычислительного средства или автоматизированного комплекса выполняется на основе анализа существующей литературы по разрабатываемой теме, обнаруженной в результате поиска на сайтах Internet, в отечественной и зарубежной научной и технической литературе, ГОСТах, информационных изданиях. Обычно принципы действия приводятся в форме математических моделей, схем алгоритмов, способов выполнения операций, программ функционирования технических устройств.
| Критерии выбора | Преобразование на основе | ||||
| термо- пары хромель – алюмель | полупроводникового терморезистора СТ3-25 | микросхемы термопреобразователя | проволочного медного терморезистора ТСМ-100 | инфракрасного фотоприемника | |
| Диапазон рабочих температур, К | 73…700 | 173…400 | 100…350 | 73…475 | 150…800 |
| Порог термочувствительности, К | 0,01 | 0.01 | 0.01 | 0.05 | 0,1 |
| Выходной сигнал | Напряжение | Сопротивление | Цифровой код | Сопротивление | Напряжение |
| Вторичное преобразование | Напряжение→ код | Сопротивление→ напряжение→код | Код→код | Сопротивление→ напряжение→код | Световой поток→ Напряжение →код |
| Стоимость чувствительного элемента преобразователя, руб | 35 | 0,3 | 50 | 26 | 3,8 |
Наиболее рационально для выбора принципа действия электронно-вычислительного средства или автоматизированного комплекса использовать морфологический анализ [1]. С этой целью выбирают из ТЗ или ЗР те характеристики и параметры, которые определяют доминантные свойства проектируемого электронно-вычислительного средства или автоматизированного комплекса и на их основе формулируют критерии выбора. Затем составляется морфологическая таблица, анализируя которую, и выбирают наилучший вариант принципа действия. В качестве примера приведем морфологическую таблицу выбора термопреобразователя системы контроля температуры климатической установки, обеспечивающей задание и стабилизацию температуры в диапазоне 100…450 К.
|
|
|
Морфологическая таблица выбора принципа действия
Из таблицы следует что наилучшее отношение технического результата к затратам на его получение обеспечивает применение проволочного медного терморезистора ТСМ-100. В этом случае выходной сигнал формируется в параметрическом виде, что позволяет подключать термодатчик непосредственно к цифровым блокам системы. Именно этот способ наиболее эффективен и подлежит дальнейшему исследованию и разработке на его основе электронно-вычислительного средства или автоматизированного комплекса.
Для реализации принципа действия нужно выполнить несколько операций, позволяющих преобразовать исходную информацию в форму, обеспечивающую получение конечного результата. В рассматриваемом примере следует выполнить такие операции:
|
|
|
1 преобразование сопротивления в напряжение;
2 преобразование напряжения в цифровой код (АЦП);
3 выбор микроконтроллера или компьютера для математической обработки цифровой информации и выработки управляющих команд;
4 согласование уровней и системы кодирования АЦП с соответствующими параметрами выбранного контроллера;
5 разработка программного обеспечения математической обработки цифровой информации и выработки управляющих команд;
6 математическая обработка цифровой информации и выработка управляющих команд;
7 вывод управляющих команд на исполнительное устройство;
8 коррекция температуры.
Эти операции следует представить в виде схемы алгоритма, на основе которой синтезируют структурную или функциональную схему.
При синтезе функциональной схемы выбирают операции алгоритма, требующие практической технической или программной реализации, и вводят блоки, реализующие эти операции алгоритма. В рассматриваемом примере – это: 1, 2, 4, 6, 7, 8. В результате функциональная схема имеет вид (рис. 1).
|
|
|
|
| Рис. 1 Функциональная схема климатической установки |
На структурную схему выносят устройства, реализующие операции алгоритма, поэтому блок-схема приобретает вид (рис. 2)
|
| Рис. 2 Блок-схема климатической установки |
Из теории изобретательства известно, что любой способ можно осуществить несколькими устройствами, поэтому далее следует выбор варианта схемотехнической и программной реализации, наиболее полно реализующего преимущества выбранного способа. Такой выбор тоже полезно проводить с помощью морфологического анализа. В качестве критериев в простейшем случае можно использовать стоимость элементной базы и показатели надежности.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 205; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!