Основы метрологического обеспечения, научные и организационные основы, технические средства, правила и нормы. Цифровые устройства: шифраторы и дешифраторы, сумматоры, счетчики. Основные характеристики микропроцессоров и цифровых измерительных приборов.
Аннотация к работе
1. Основы метрологического обеспечения Под метрологическим обеспечением (МО) понимается установление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерении. В то же время допускают использование термина метрологическое обеспечение технологического процесса (производства, организации), подразумевая при этом МО измерений (испытаний или контроля) в данном процессе, производстве, организации. При разработке МО необходимо использовать системный подход, суть которого состоит в рассмотрении указанного обеспечения как совокупности взаимосвязанных процессов, объединенных одной целью достижением требуемого качества измерений. Такими процессами являются: • установление рациональной номенклатуры измеряемых параметров и оптимальных норм точности измерений при контроле качества продукции и управлении процессами; • технико-экономическое обоснование и выбор СИ, испытаний и контроля и установление их рациональной номенклатуры; • стандартизация, унификация и агрегатирование используемой контрольно-измерительной техники; • разработка, внедрение и аттестация современных методик выполнения измерения, испытаний и контроля (МВИ); • поверка, метрологическая аттестация и калибровка контрольно-измерительного и испытательного оборудования (КИО), применяемого на предприятии; • контроль за производством, состоянием, применением и ремонтом КИО, а также за соблюдением метрологических правил и норм на предприятии; • участие в разработке и внедрении стандартов предприятия; • внедрение международных, государственных и отраслевых стандартов, а также иных нормативных документов Госстандарта; • проведение метрологической экспертизы проектов нормативной, конструкторской и технологической документации; • проведение анализа состояния измерений, разработка на его основе и осуществление мероприятий по совершенствованию МО; • подготовка работников соответствующих служб и подразделений предприятия к выполнению контрольно-измерительных операций. Цифровые устройства: шифраторы и дешифраторы, сумматоры, счетчики, мультиплексоры, регистры, магнитоэлектронные переключатели Интегральные счетчики Интегральный счетчик - цифровое устройство (цифровая микросхема или ее часть), выполненное на интегральных триггерах со схемами управления разной структуры и осуществляющее счет поступающих на его вход импульсов. Счет импульсов в счетчик представляется определенными комбинациями состояний триггеров. В цифровой измерительной технике применяют и вычитающие счетчики, в которых в процессе счета входные числа последовательно убывают на единицу, а также реверсивные счетчики, способные переключаться из режима суммирования в режим вычитания и наоборот. При применении двоичной системы счисления логические уровни на прямых выходах триггеров определяют цифры двоичных разрядов числа. Максимальное число импульсов, которое может быть записано, составляет N = 2л-1, где п - число разрядов (число триггеров) в счетчике. Рассмотрим простейший двоичный кольцевой счетчик, представляющий собой три замкнутых в кольцо JК-триггеров (рис.1, а), по которым под воздействием входных импульсов (точка Вх) циркулирует одна пли несколько кодовых единиц. Этому состоянию счетчика соответствует 0 на выходе Q 3 последнего триггера. После отключения сигнала Уст, начинается счет, и триггеры функционируют как обычные JK-триггеры. По окончании каждого следующего входного импульса 1 будет перемещаться от предыдущего триггера к последующему, т.е. переходить по схеме вправо (см. таблицу истинности на рис. В наиболее привычной для нас десятичной системе таких знаков десять: 0, 1, 2,..., 9. Написание числа в двоичном коде оказывается удобным для проведения арифметических действий по законам булевой алгебры, что применяется в вычислительных устройствах и, в частности, в компьютерах. Однако двоичный код неудобен для управления десятичным цифровым отсчетным устройством измерительной аппаратуры. Поэтому в цифровой измерительной аппаратуре широко используется двоично-десятичные и тетрадно-десятичные коды, так как представление измеряемой величины на индикаторе должно быть выполнено в привычном для наблюдающего человека десятичном виде, а перевод двоичного кода в десятичный - сложная задача для оператора. В тетрадно-десятичной системе каждая десятичная цифра (0...9) кодируется четырьмя двоичными числами 0 и 1 (тетрада) при различных носовых коэффициентах. По числу входов и выходов одноразрядных двоичных сумматоров: · четвертьсумматоры (элементы “сумма по модулю 2”; элементы “исключающее ИЛИ”), характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются два одноразрядных числа, и одним выходом, на котором реализуется их арифметическая сумма; · полусумматоры, характеризующиеся наличием двух входов, на которые подаются одноимённые разряды двух чисел, и двух выходов: на одном реализуется арифметическая сумма в данном разряде, а на другом - перенос в следующий (более старший разряд); · полные одноразрядные двоичные сумматоры, ха