Электрондық инженерлер электронды жабдықты кері жобалау немесе жөндеу жұмыстарын жүргізгенде, олар алдымен белгісіз құрамдас бөліктер арасындағы байланыс қатынасын түсінуі керек. баспа платасы (PCB), сондықтан ПХД құрамдас түйреуіштер арасындағы байланыс қатынасын өлшеу және жазу қажет.

Ең оңай жолы – мультиметрді «қысқа тұйықталу сигналы» файлына ауыстыру, түйреуіштер арасындағы байланысты бір-бірден өлшеу үшін екі сынақ сымын пайдалану, содан кейін «іс жұптары» арасындағы қосу/өшіру күйін қолмен жазу. Барлық «пайдалы жұптар» арасындағы байланыс қатынастарының толық жиынтығын алу үшін сыналған «шікті жұптар» комбинация принципіне сәйкес ұйымдастырылуы керек. ПХД-дағы компоненттер мен түйреуіштердің саны көп болған кезде, өлшеу қажет «түйреуіш жұптарының» саны үлкен болады. Бұл жұмыста қолмен жұмыс істейтін әдістер қолданылса, өлшеу, жазу, түзету жұмыстарының көлемі өте үлкен болатыны анық. Оның үстіне өлшеу дәлдігі төмен. Барлығымыз білетіндей, жалпы мультиметрдің екі метрлік қаламдары арасындағы резистивті кедергі 20 Ом шамасында жоғары болған кезде, дыбыстық сигнал әлі де естіледі, ол жол ретінде көрсетіледі.

Өлшеу тиімділігін арттыру үшін құрамдас «шікті жұпты» автоматты түрде өлшеуді, тіркеуді және калибрлеуді жүзеге асыруға тырысу қажет. Осы мақсатта автор фронтальды анықтау құрылғысы ретінде микроконтроллермен басқарылатын жол детекторын әзірледі және құрамдас түйреуіштер арасындағы жол қатынасын автоматты түрде өлшеуді және жазуды бірлесіп жүзеге асыру үшін кері өңдеуге арналған қуатты өлшеу навигациялық бағдарламалық құралын жасады. ПХД бойынша. . Бұл мақала негізінен жолды анықтау тізбегі арқылы автоматты өлшеудің дизайн идеялары мен технологиясын талқылайды.

Автоматты өлшеудің міндетті шарты сыналатын құрамдас бөліктің түйреуіштерін анықтау тізбегіне қосу болып табылады. Ол үшін анықтау құрылғысы кабельдер арқылы шығарылатын бірнеше өлшеуіш бастармен жабдықталған. Өлшеу бастиектерін құрамдас түйреуіштермен байланыс орнату үшін әртүрлі сынақ қондырғыларына қосуға болады. Өлшеу басы Істіктердің саны бір топтамадағы анықтау тізбегіне қосылған істіктердің санын анықтайды. Содан кейін бағдарламаның бақылауымен детектор біріктіру принципі бойынша бір-бірден өлшеу жолына сыналған «шікті жұптарды» қосады. Өлшеу жолында «іс жұптары» арасындағы қосу/өшіру күйі түйреуіштер арасында қарсылық бар-жоғы ретінде көрсетіледі және өлшеу жолы оны кернеуге түрлендіреді, осылайша олардың арасындағы қосу/өшіру қатынасын бағалайды және оны жазады.

Анықтау тізбегіне комбинация принципі бойынша өлшеуге арналған құрамдас түйреуіштерге қосылған көптеген өлшеуіш бастиектерден әртүрлі істіктерді дәйектілікпен таңдауға мүмкіндік беру үшін сәйкес қосқыш массивін орнатуға болады және әртүрлі қосқыштарды ашуға/жабуға болады. құрамдас түйреуіштерді ауыстыру бағдарламасы. Қосу/өшіру қатынасын алу үшін өлшеу жолын енгізіңіз. Өлшенетін кернеу аналогтық шама болғандықтан, коммутатор массивін құру үшін аналогтық мультиплексорды пайдалану керек. 1-суретте сыналған пинді ауыстыру үшін аналогтық қосқыш массивін пайдалану идеясы көрсетілген.

Анықтау тізбегінің конструкциялық принципі 2-суретте көрсетілген. Суреттегі I және II екі қораптағы аналогтық қосқыштардың екі жинағы жұппен конфигурацияланған: I-1 және II-1, I-2 және II-2. . … ., Ⅰ-N және Ⅱ-N. Аналогты көп қосқыштардың жабылуы немесе жабылмауы 1-суретте көрсетілген декодтау тізбегі арқылы бағдарламамен басқарылады. I және II аналогтық қосқыштарда бір уақытта тек бір қосқышты жабуға болады. Мысалы, 1-өлшеу бастиегі мен 2-өлшеу бастиегі арасында жол қатынасының бар-жоғын анықтау үшін I-1 және II-2 ажыратқыштарын жабыңыз және 1 және 2 өлшеуіш бастиектер арқылы А нүктесі мен жер арасында өлшеу жолын жасаңыз. жол болып табылады, Сонда А нүктесіндегі кернеу VA=0; егер ол ашық болса, онда VA>0. VA мәні өлшеуіш бастиектер 1 және 2 арасында жол қатынасының бар-жоғын анықтау үшін негіз болып табылады. Осылайша өлшеу басына қосылған барлық түйреуіштер арасындағы қосу/өшіру қатынасын лезде өлшеуге болады. біріктіру принципі. Бұл өлшеу процесі сынақ қондырғысымен қысылған құрамдас бөліктің түйреуіштері арасында жүзеге асырылатындықтан, автор оны қысқыштағы өлшем деп атайды.

Егер құрамдас бөліктің түйреуіштерін қысу мүмкін болмаса, оны сынақ өткізгішпен өлшеу керек. 2-суретте көрсетілгендей, бір сынақ сымын аналогтық арнаға, ал екіншісін жерге қосыңыз. Осы уақытта өлшеуді I-1 басқару қосқышы жабық болғанша орындауға болады, ол қаламсаппен өлшеу деп аталады. 2-суретте көрсетілген схеманы өлшеу басының барлық қысылатын түйреуіштері мен жерге қосу өлшегіш қаламы тиген қыспайтын түйреуіштер арасындағы өлшеуді бір сәтте аяқтау үшін де пайдалануға болады. Бұл кезде кезекпен № I сөндіргіштердің жабылуын бақылау қажет, ал II маршруттың ажыратқыштары әрқашан ажыратылады. Бұл өлшеу процесін қалам қысқышты өлшеу деп атауға болады. Өлшенетін кернеу, теориялық тұрғыдан алғанда, VA=0 болғанда тізбек болуы керек, ал VA>0 болғанда ашық тізбек болуы керек, ал VA мәні екі өлшеу арнасы арасындағы кедергі мәніне байланысты өзгереді. Дегенмен, аналогтық мультиплексордың өзінде елеусіз емес RON кедергісі болғандықтан, осылайша өлшеу жолы қалыптасқаннан кейін ол жол болса, VA 0-ге тең емес, RON-дағы кернеудің төмендеуіне тең. Өлшеу мақсаты тек қосу/өшіру қатынасын білу болғандықтан, VA нақты мәнін өлшеудің қажеті жоқ. Осы себепті, VA RON кернеуінің төмендеуінен үлкен екенін салыстыру үшін тек кернеу компараторын пайдалану қажет. Кернеу компараторының шекті кернеуін RON кернеуінің төмендеуіне тең етіп орнатыңыз. Кернеу компараторының шығысы өлшеу нәтижесі болып табылады, ол микроконтроллер тікелей оқи алатын цифрлық шама.

Шекті кернеуді анықтау

Тәжірибелер RON жеке айырмашылықтары бар екенін және қоршаған орта температурасына байланысты екенін анықтады. Сондықтан жүктелетін шекті кернеуді жабық аналогтық қосқыш арнамен бөлек орнату қажет. Бұған D/A түрлендіргішін бағдарламалау арқылы қол жеткізуге болады.

2-суретте көрсетілген сұлбаны табалдырық деректерін оңай анықтау үшін қолдануға болады, әдіс I-1, II-1 қосқыш жұптарын қосу; I-2, II-2; …; IN, II-N; пішін Path циклі, ажыратқыштардың әрбір жұбы жабылғаннан кейін, санды D/A түрлендіргішіне жіберіңіз және жіберілген сан кішіден үлкенге дейін артады және осы уақытта кернеу компараторының шығысын өлшеңіз. Кернеу компараторының шығысы 1-ден 0-ге дейін өзгерген кезде, бұл уақыттағы деректер VA-ға сәйкес келеді. Осылайша, әрбір арнаның VA-ны өлшеуге болады, яғни жұп ажыратқыштар жабылған кезде RON-дағы кернеудің төмендеуі. Жоғары дәлдіктегі аналогтық мультиплексорлар үшін RON-дағы жеке айырмашылық аз, сондықтан жүйемен автоматты түрде өлшенетін VA жартысы қосқыштар жұбының сәйкес RON-дағы кернеудің төмендеуінің сәйкес деректері ретінде жуықталады. Аналогтық қосқыштың шекті деректері.

Шекті кернеуді динамикалық орнату

Кестені құру үшін жоғарыда өлшенген шектік деректерді пайдаланыңыз. Қысқышта өлшеу кезінде екі жабық ажыратқыштың нөмірлеріне сәйкес кестеден сәйкес деректерді шығарып, шекті кернеуді қалыптастыру үшін олардың қосындысын D/A түрлендіргішіне жіберіңіз. Қалам қыстырғышты өлшеу және қаламсапты өлшеу үшін өлшеу жолы тек № I аналогтық қосқыш арқылы өтетіндіктен, тек бір қосқыштың шектік деректері қажет.

Сонымен қатар, тізбектің өзінде (D/A түрлендіргіші, кернеу компараторы және т.б.) қателер бар және нақты өлшеу кезінде сынау қондырғысы мен сыналған түйреуіш арасында жанасу кедергісі болғандықтан, қолданылатын нақты шекті кернеу шек шегінде болуы керек. жоғарыдағы әдіс бойынша анықталады. Жолды ашық тізбек ретінде қате бағаламау үшін негізге түзету сомасын қосыңыз. Бірақ көтерілген шекті кернеу кішігірім қарсылық кедергісін басып тастайды, яғни екі түйреуіш арасындағы шағын қарсылық жол ретінде бағаланады, сондықтан шекті кернеуді түзету мөлшері нақты жағдайға сәйкес ақылға қонымды таңдалуы керек. Тәжірибелер арқылы анықтау тізбегі қарсылық мәні 5 омнан асатын екі түйреуіш арасындағы кедергіні дәл анықтай алады және оның дәлдігі мультиметрге қарағанда айтарлықтай жоғары.

Өлшеу нәтижелерінің бірнеше ерекше жағдайлары

Сыйымдылықтың әсері

Сыналған түйреуіштер арасында конденсатор қосылған кезде, ол ашық тізбек қатынасында болуы керек, бірақ коммутатор жабылған кезде өлшеу жолы конденсаторды зарядтайды және екі өлшеу нүктесі жол тәрізді. Осы уақытта кернеу компараторынан оқылатын өлшеу нәтижесі жол болып табылады. Сыйымдылықтан туындаған жалған жол құбылысын шешу үшін келесі екі әдісті қолдануға болады: зарядтау уақытын қысқарту үшін өлшеу тоғын тиісті түрде арттыру, осылайша зарядтау процесі өлшеу нәтижелерін оқу алдында аяқталады; шынайы және жалған жолдарды тексеруді өлшеу бағдарламалық құралына бағдарлама сегментіне қосыңыз (5 бөлімді қараңыз).

Индуктивтіліктің әсері

Егер сыналған түйреуіштер арасында индуктор қосылса, ол ашық тізбек қатынасында болуы керек, бірақ индуктордың статикалық кедергісі өте аз болғандықтан, мультиметрмен өлшенген нәтиже әрқашан жол болып табылады. Сыйымдылықты өлшеу жағдайына қарамастан, аналогты ажыратқыш жабылған сәтте индуктивтілікке байланысты индукциялық электр қозғаушы күш пайда болады. Осылайша, анықтау тізбегінің жылдам алу жылдамдығының сипаттамаларын пайдалану арқылы индуктивтілікті дұрыс бағалауға болады. Бірақ бұл сыйымдылықты өлшеу талабына қайшы келеді.

Аналогтық ауыстырып-қосқыштың әсері

Нақты өлшеуде аналогты қосқышта ашық күйден жабық күйге дейін тұрақты процесс бар екені анықталды, ол VA кернеуінің ауытқуы ретінде көрінеді, бұл алғашқы бірнеше өлшеу нәтижелерін сәйкес келмейтін етеді. Осы себепті жолдың нәтижелерін бірнеше рет бағалап, өлшеу нәтижелерінің сәйкес келуін күту керек. Кейінірек растаңыз.

Өлшеу нәтижелерін растау және тіркеу

Жоғарыда келтірілген әртүрлі жағдайларды ескере отырып, әртүрлі тексерілетін объектілерге бейімделу үшін өлшеу нәтижелерін растау және жазу үшін 3-суретте көрсетілген бағдарламалық құралдың блок-схемасы қолданылады.