ИЗМЕРИТЕЛЬ МОЩНОСТИ СВЧ ИЗЛУЧЕНИЯ НА БАЗЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРА ч3
3 августа 2010Основными критериями выбора микро-контрол-лера для данного устройства являются:
-наличие АЦП разрядностью 8-10 бит;
-достаточное количество портов ввода-вывода для подключения жидкокристаллического индикатора и кнопок, управляющих работой устройства.
Микроконтроллер PIC16F877 обладает избыточ-ными характеристиками. Однако он выбран с целью упрощения дальнейшей модификации устройства.
Результат измерения будет выводиться на жидкокристаллический индикатор.
Теперь можно описать процесс измерения СВЧ мощности. После включения прибора, при условии отсутствия СВЧ излучения мосты, в которые включены термисторы, находятся в сбалансированном состоянии, т.е. разность потенциалов в диагоналях мостов равна нулю. После подачи СВЧ излучения на измерительный термистор, он нагреется и изменит свое сопротивление. В результате мост Уитстона выйдет из состояния баланса, и на усилитель будет подаваться некоторая разность потенциалов.
Кроме того, мост с термокомпенсационным термистором, также может выйти из состояния баланса под воздействием окружающей температуры. В блок АЦП будут поданы два напряжения пропорциональные нагреву каждого из термисторов и преобразованы в цифровые коды. Далее для сведения к минимуму воздействия окружающей температуры, программно будет вычислена разница между напряжением снятым с измерительного моста и термокомпенсационного. Теперь осталось вывести соответствующий результат на жидкокристал-лический индикатор. Процесс аналого-цифровогопреобразования,
вычисления соответствующего результата и вывода на жидкокристаллический индикатор циклически повторяется, поэтому выводимый результат постоянно обновляется в реальном времени.
Изначально планируется оснастить прибор только самыми элементарными функциями. С помощью четырех кнопок будет осуществляться все управление. Будет присутствоватькнопка«Сброс»,
позволяющая выполнить аппаратный сброс микроконтроллера и запустить программу сначала. С помощью кнопки «Память» можно будет остановить процесс измерения и отобразить на экране жидкокристаллического индикатора последнее измеренное значение мощности СВЧ излучения. В процессе работы прибора может случится ситуация, когда мосты незначительно выйдут из состояния баланса, например, вследствие погрешности регулировочных резисторов. В этом случае на экране индикатора будет отображаться число отличное от нуля. Чтобы скорректировать показания, прибор оснащен
двумя кнопками тонкой настройки, благодаря которым, его можно настроить.
Данныйизмерительныйприбор
изначально проектировался с учетом дальнейшего усовер-шенствования. Поэтому, устройство спроекти-ровано на базе микроконтроллера и состоит из двух печатных плат, первичного преобразователя сдвумятермисторамии
жидкокристаллического индикатора. Все отдельные блоки устройства соединены проводами. На одной из плат находятся оба моста Уитстона и два усилителя, на другой блок управления и микроконтроллер. Модульный подход позволяет изменять конструкцию с минимальными затратами [3].
В качестве дальнейшего развития проекта измерителя мощности можно организовать подключение к персональному компьютеру через последовательный порт с целью сохранения результатов измерения, а также дистанционного управления прибором.
ЛИТЕРАТУРА:
17. Аш Ж. Датчики измерительных систем: В 2-х книгах Кн. 2. Пер. с франц. – М.: Мир, 1992. – 480 с.
18. Преобразователиизмерительные первичные М5-40 –М5-45 /Техническое описание и инструкции по эксплуатации: ГВ4.681.016 ТО.- 1985. – 44c.
19. Преснухин Л.Н. Шахнов В.А. Конструирование электронных вычислительных машин и систем. Учеб. для вузов по спец. «ЭВМ». – М.: Высш. шк., 1986. - 512 с.