ЖУРНАЛ «СТА» №2/2016

В акселерометрах масса какого-либо вещества воздействует на пьезоэлектри- ческий элемент, а действующее на эле- мент усилие пропорционально ускоре- нию. Тензодатчик измеряет силу, которая приложена непосредственно к элементу. Датчики давления используют диафраг- му (мембрану), контактирующую с пье- зоэлектрическим элементом, и прило- женная сила пропорциональна давле- нию, воздействующему на диафрагму. Все эти преобразователи обычно требуют внешнего источника питания, и боль- шинство из них работает с терминаль- ным окончанием величиной 1 МОм. На рис. 23 показан дигитайзер, масштаби- рованный для пьезоэлектрического из- мерительного преобразователя давления. Чувствительность датчика давления составляет 100 мВ на psi (фунт на квад- ратный дюйм). Дважды нажмите на нуж- ный канал в SBench 6 для его настройки. Проверьте установку Setup Custom Unit. Для чтения параметров измеряемого сигнала в единицах psi введите макси- мальный и минимальный пределы диа- пазона: соответственно +10 и –10, что определяет полнуюшкалу входного диа- пазона ±1 В. Далее задайте опцию Cu- stom Unit как psi. В итоге вертикальная шкала будет отображать измеренные ве- личины в единицах psi. Если по верти- кальной оси графика вместо отсчётов в psi-единицах требуется получить значе- ния в Па, полный диапазон шкалы ди- гитайзера ±1 В будет эквивалентен диа- пазону давления ±68,947 Па. Этот диа- пазон может быть задан в поле SBench 6 CustomValue вместе с требуемой пользо- вательской единицей измерения в Па. Заключение С соответствующиммасштабировани- ем осциллографические пробники и дру- гие датчики могут использоваться с лю- быммодульным дигитайзером, при этом данные могут быть считаны в нужных пользователю физических единицах. Р ЕЖИМЫ СБОРА , ПРИМЕНЯЕМЫЕ В МОДУЛЬНОМ ДИГИТАЙЗЕРЕ Модульные дигитайзеры Spectrum In- strumentation серии M4i предлагают реа- лизацию большого количества разнооб- разных функций, от основной – много- канальный сбор первичной информа- ции, до высокоскоростной передачи по- лученных данных в компьютер для даль- нейшего анализа и обработки. Они имеют несколько режимов работы, опти- мизирующих использование встроенной памяти и уменьшающих мёртвые зоны между циклами сбора информации. Это особенно важно при работе с сигналами с коротким циклом готовности в прило- жениях эхолокации, включая радары, гидролокаторы, лазерные локаторы и ультразвуковые медицинские аппараты, и в приложениях сбора текущих данных, таких как времяпролётный спектрометр или других, на основе анализа событий типа воздействие–реакция. Основные конфигурации сбора Типовые модульные дигитайзеры, как правило, предлагают два режима работы. В стандартном режиме при сборе инфор- мации память используется в качестве кольцевого буфера, точно так же, как в осциллографе. Данные записываются в кольцевую память дигитайзера до на- ступления триггерного события. Значе- ния записываются после запуска тригге- ра. Результаты до и после срабатывания триггера заносятся в зарегистрирован- ные данные. Этот режим применяется прежде всего со специализированным программным обеспечением дигитайзе- ра, которое используется для просмотра, регистрации и последующей обработки захваченных сигналов в реальном време- ни, для проверки настроек дигитайзера и предварительной обработки данных. Другой режим, FIFO (First-In-First- Out) – это потоковый режим, предна- значенный для непрерывной передачи данных между дигитайзером и внешним хост-компьютером. Рассматриваемый в этой статье дигитайзер Spectrum M4i.4451-x8 функционирует на шине PCI Express x8 Gen 2 со скоростью обме- на до 3,4 Гбайт/с. Управление потоком данных осуществляется автоматически драйвером, обрабатывающим аппарат- ные прерывания. Основное различие между стандарт- ным и FIFO-режимом заключается в том, что стандартный режим ограничи- вается применением только встроенной памяти. В режиме FIFO нет подобного ограничения, так как он предназначен для непрерывной передачи данных по шине в память компьютера или на жё- сткий диск, и поэтому может работать гораздо дольше. Здесь полная установ- ленная память используется в качестве буфера, обеспечивая надёжную потоко- вую передачу данных. Множество режимов записи Каждый из режимов, стандартный и FIFO, предлагает три разных метода за- писи, которые обеспечивают более эф- фективное использование памяти в из- мерительных приложениях для сигналов с коротким рабочим циклом. Данные приложения имеют короткуюпродолжи- тельность рабочих событий с полезной информацией, после которых следуют длительные интервалы покоя. Методы сбора, оптимизированные для захвата этого типа сигнала, применяются в режимах многократной записи инфор- мации Multiple Recording (сегментами), Gated Mode (стробирование) и ABA (двойная метка времени). Все эти режи- мы сегментируют память и осуществ- ляют многократный сбор данных в неё. Режим двойной метки времени ABA уменьшает частоту дискретизации меж- ду пусками преобразования, тем самым экономит память и обеспечивает переда- чу собранных данных во время покоя между пусками. Давайте посмотрим, как работают эти уникальные режимы сбора. На рис. 24 представлена работа дигитайзера в дан- ных режимах. Режим считыванияMultiple (сегменти- рованный) показан на рис. 24 a , он поз- воляет записать несколько триггерных событий с чрезвычайно коротким време- нем перезапуска. Память сбора инфор- мации разделена на несколько отрезков равного размера. Один такой отрезок- сегмент заполняется для каждого собы- тия пуска. Между сегментами сбор дан- ных не производится. Пользователь мо- жет сам запрограммировать необходи- мые интервалы до и после запуска пре- образования в пределах сегмента. Коли- чество полученных сегментов ограниче- но только объёмом используемой памя- ти и не ограничено при использовании режима FIFO. Значимые данные, свя- занные с многократными пусками пре- образования, хранятся в памяти сбора в смежных сегментах. Данные, связанные с простоеммежду событиями, не фикси- руются. Каждое событие имеет временнуˆ юмет- ку, таким образом, известно его точное временноˆ е местоположение. На рис. 24 б показано графическое представление ра- боты метки времени для режима записи Multiple Recording. Временныˆ е метки хранятся в отдельной памяти FIFO, на- ходящейся на плате дигитайзера. Они при необходимости могут быть считаны как данные. Выборка данных в режиме Gated (стробирование) показана на рис. 24 в , здесь для разрешения и остановки про- цесса отбора данных используется сиг- нал стробирования (разрешения), кото- ОБ ЗОР / АППА РАТ НЫЕ С Р Е ДС Т В А 15 СТА 2/2016 www.cta.ru