Режими роботи та засоби управління. Після подачі живлення прилад проводить само тестування і виводить на органи

Після подачі живлення прилад проводить само тестування і виводить на органи індикації результати контролю. Далі КА КЗМІ стає під керування оператора, який може вибрати режими роботи та задати параметри обчислень. Згідно з вимогами ергономіки та тенденціями сучасного приладобудування визнано за доцільне використати для управління метод "меню", тобто прилад, використовуючи цей метод, буде пропонувати оператору вибрати той чи іншій режим, а останній повинен лише підтвердити чи відмінити вибір. Це дозволяє зменшити кількість органів управління практично до трьох кнопок: "перейти до наступного режиму (6)", "перейти до попереднього режиму (5)" та "підтвердження вибору (8)".

Таким чином спочатку КА КЗМІ пропонує оператору вибрати канал, у якому будуть проводитися виміри, та виводить на екран пояснення щодо використання кнопок управління. Після підтвердження вибору прилад автоматично фіксує у пам'яті константи, пов'язані з вибраним каналом, та пропонує вибрати режим роботи. КА КЗМІ має два основні режими роботи: режим виміру рівнів сигналів та режим виміру співвідношення "сигнал/завада". Після вибору потрібного режиму пропонується вибрати смугу частот, у який потрібно провести виміри. Для режиму "сигнал" виміри та обчислення можуть проводитися одночасно для всіх п'яти октав, тому вибирати смугу має сенс тільки для режиму "сигнал/завада". Далі прилад переходить до вимірів та обчислень.

Загальні алгоритми вимірів та обчислень

Для режиму "сигнал/завада" виміри проводяться у наступній послідовності.

Встановлюється рівень акустичного поля. Спочатку вмикається генератор тестового сигналу, рівень встановлюється малим, а частота найнижчою. Далі до вимірювального каналу підключається мікрофон і вимірюється потужність акустичного сигналу. Отримане значення порівнюється з потрібним, і якщо воно менше останнього, рівень сигналу з генератора збільшується та вимір повторюється. Цей процес відбувається доти, поки не встановиться заданий рівень акустичного поля.

До вимірювального каналу підключається давач згідно з вибраним каналом і проводиться запис реалізації сигналу. Далі проводиться розрахунок спектру потужності. У зв'язку з тим, що оброблюваний сигнал у загальному випадку є "шумовим", потрібне усереднення. Для цього процес запису та обчислення спектру виконується декілька разів і вираховується середньоквадратичне значення спектру потужності. Емпірично встановлено, що кількість усереднень достатньо вибрати рівною восьми.

Визначаються межі (у "бінах" ШПФ алгоритм швидкого перетворення Фур’є), які відповідають вибраній октаві та обчислюється сумарний сигнал у вибраних межах. Оскільки номер "біна", у якому зосереджена енергія тестового сигналу, відомий, обчислюється різниця між ним та сумарним сигналом - це рівень завади. Рівень сигналу - це просто значення у вищевказаному "біні". Далі вираховується співвідношення "сигнал/завада", виражене у децибелах і виводиться на індикатор.

Дії повторюються для 5-ти точок в октаві, за цими точками обчислюється середнє значення і також виводиться на індикатор.

Для режиму "сигнал" вимірювання проводяться у наступній послідовності.

До вимірювального каналу підключається давач згідно з вибраним каналом і проводиться запис реалізації сигналу. Далі проводиться розрахунок спектру потужності. Оскільки час оновлення інформації на індикаторі не повинен бути малим, щоб не втомлювати оператора, кількість усереднень у даному режимі вибрана рівною тридцяти двом.

Функціональна схема КА КЗМІ

Повна функціональна схема показана на рис. 2. До складу КА КЗМІ входять два канали обробки. До першого з них постійно підключено мікрофон, який використовується для вимірювання рівню тестового сигналу, або при роботі з акустичним каналом. До другого каналу підключається акселерометр чи електричний щуп в залежності від обраного каналу. Підключення здійснює оператор. Сигнали далі подаються на плату підсилювачів і, потім, до кодеку. Кодек має засоби для програмного регулювання підсилення, яке виконує мікропроцесор. Після перетворення інформація подається до процесору для подальшої обробки. Процесор виконує потрібні обчислення, та відображає результати на індикаторі. Програмне забезпечення зберігається у мікросхемі пам'яті, встановленій у панелі на платі обробки.

Тестовий сигнал та сигнал для запису через ЦАП подається на з'єднувачі для акустичної системи та пристрою запису. Живлення здійснюється за допомогою акумулятора або зовнішнього блока живлення.

Наведена функціональна схема КА КЗМІ повністю відповідає поставленим вимогам. Крім того схема має такі переваги перед апаратурою такого ж призначення:

- використовується найсучасніша елементна база, за рахунок чого значно зменшені габарити, маса, споживана потужність та кількість комплектуючих;

- використання спеціалізованого сигнального процесору дозволяє значно підвищити швидкість, покращити якість та точність вимірювань;

- спосіб побудови комплексу дозволяє постійно вдосконалювати засоби програмного забезпечення та методи обробки.

Рис. 2. Функціональна схема КА КЗМІ

Конструкція КА КЗМІ

Конструктивно КА КЗМІ виконаний у вигляді настільної конструкції. Корпус складається з двох частин -верхньої кришки та піддону, і має вигляд прямокутника з нахиленою передньою панеллю, яка становить одне ціле з верхньою кришкою. На верхній кришці встановлений дисплей та плата керування, на якій, в свою чергу, розмішені кнопки управління. Зовнішній вигляд кришки показаний на рис. 3. Пунктиром зазначені плати дисплею та управління.

Вигляд піддону зі знятою кришкою показаний на рис. 4. На задній поверхні піддону встановлені з'єднувачі для зовнішніх з'єднань та вимикач живлення.

                  

Рис. 3. Зовнішній вигляд кришки                           Рис.4. Вигляд піддону зі знятою кришкою

Алгоритми роботи КА КЗМІ

КА КЗМІ працює під керуванням програми - монітору, яка зберігається у ЕРRОМ, розташованій на платі обробки. Програма автоматично завантажується у пам'ять мікропроцесора після подання живлення. Програма виконує наступні функції:

- контроль за справністю КА КЗМІ;

- керування аналого-цифровим та цифро-аналоговим перетворювачами;

- керування РК дисплеєм;

- емуляція послідовного порту RS-232 (9600 bps) для зв'язку із зовнішньою ПЕОМ;

- потрібні обчислення.

Режими роботи КА КЗМІ

- контроль. У цьому режимі проводяться тести регістрів та пам'яті мікропроцесора, ініціалізація та калібрування підсилювачів, аналого-цифрового та цифро-аналогового перетворювачів;

- робочий режим. У цьому режимі проводяться вимірювання рівня сигналів або співвідношень сигнал/завада у віброакустичному, акустичному та акустоелектричному каналах;

- режим зв'язку із зовнішньою ПЕОМ. Цей режим використовується для тестування та наладки КА КЗМІ в процесі виробництва та атестації.