Разработка имитационной компьютерной модели чувствительного элемента датчика абсолютного давления Текст научной статьи по специальности «Физика»

Известия ТРТУ

Специальный выпуск

УДК 685.5.012

А.В. Пирский

РАЗРАБОТКА ИМИТАЦИОННОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ МОДЕЛИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА ДАТЧИКА АБСОЛЮТНОГО

ДАВЛЕНИЯ

Точность измерения абсолютного давления в датчике зависит от состояния окружающей среды. Требуется синхронная имитация сигналов, снимаемых, как минимум, с двух каналов чувствительного элемента (ЧЭ) - давления и температуры. В интеллектуальном датчике корректировка температурного влияния на результат измерения абсолютного давления осуществляется автоматически в процессе обработки поступающих данных о текущих измеренных значениях давления и температуры [1].

При разработке имитационной модели ставилась задача разработать программную имитационную модель, обеспечивающую синхронную выдачу цифровых сигналов двух каналов: температуры и давления. Значения сигнала канала давления зависят от сигнала температуры. Зависимость эту можно определить, построив функцию преобразования ЧЭ по результатам его градуировочных испытаний. С помощью построенной функции преобразования ЧЭ с определенной точностью воссоздается сигнал давления. Точность имитации сигнала определяется ал.

Важным требованием при разработке имитационной модели является относительная погрешность построения функции преобразования, которая не должна превышать 0,1%. Такую точность необходимо достичь при условии минимизации .

Для построения модели сигнала канала давления использовался квадратичный полином [1], коэффициенты которого в свою очередь зависят аналогичным образом от температуры. В связи с тем, что изменение сигнала, снимаемого с ка,

,

зависимость [2]. Коэффициенты аппроксимации этих функциональных зависимостей определялись с помощью метода наименьших квадратов, используя данные экспериментальных испытаний ЧЭ датчиков абсолютного давления. Для расчета коэффициентов аппроксимации была написана программа в среде MATLAB. Программа включает также расчет величины относительной ошибки построения функций преобразования для канала давления и канала температуры.

В результате построения математической модели сигналов ЧЭ по выбранным аппроксимирующим полиномам была достигнута величина максимальной относительной погрешности для канала давления 0,082%, а для канала температуры -1,3 -10-12%, что полностью удовлетворяет выдвинутым требованиям.

В дальнейшем планируется к разработанной модели добавить возможность генерировать сигналы ЧЭ датчика абсолютного давления с внесением в их форму искажений, связанных с гистерезисом, нелинейностью, вариацией и воспроизво-.

отладки аппаратной и алгоритмической частей интеллектуальных датчиков давле-.

Секция моделирующих и управляющих комплексов

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Клевцов СМ., Линьков B.C., Веретельников Ю.А., Кузьминов ВТ. Погрешности вычисления давления в интеллектуальном датчике при матрично-полиномиальной аппроксимации его градуировочной характеристики // Известия ТРТУ. 2004. №2. С.30-48.

2. Семенов Л.А., Сирая Т.Н. Методы построения градуировочных характеристик средств измерений. - М.: Изд-во стандартов, 1986.

УДК 621.391.24: 681.3.01

А. В. Бутенко

СРАВНЕНИЕ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ПЛАТФОРМ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ

Постановка задачи сравнения перспективных платформ для цифровой обработки сигналов заключается в следующем: на сегодняшний день на рынке ПЦОС (процессоры цифровой обработки сигнала) есть два наиболее серьезных игрока -это компании Texas Instruments (TI) и Analog Devices (ADI), и поэтому перед каждым разработчиком оборудования для цифровой обработки сигнала стоит дилем, .

16-

цифровые сигнальные процессоры с фиксированной точкой, предназначенные для применения в устройствах, для которых критична как производительность, так и потребляемая мощность (портативное и телекоммуникационное оборудование с автономным питанием). Это семейство процессоров ADSP-BF5xx Blackfin® от Analog Devices и TMS320C55x от Texas Instruments.

Blackfin

, , эффективность работы с памятью. Но такая огромная вычислительная мощность ядер позволит производить параллельно несколько операций, тем самым, уменьшая количество активных тактов процессора на выполнение задачи.

В части программирования стоит отдать должное обоим производителям . , и наглядностью в представлении информации. При этом использование такой сре-, , -матические функции, функции обработки изображений и обработки сигналов, может сократить на порядок время разработки проекта.

Также обе компании предоставляют широкий выбор отладочных комплектов, цены на которые приблизительно одинаковые.

Сравнение двух платформ от ведущих производителей цифровых сигнальных ,

на их основе обе платформы достаточно близки по своим характеристикам, и поэтому решающим фактором при выборе платформы может стать наличие опыта работы с продукцией данных компаний.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. ADSP-BF5xx EZ-KIT Lite Evaluation System Manual - Revision 1.3, April 2004

2. TMDSDSK5510-0E Technical Reference - Revision D, April 2004

3. http://www.bdti.com