Реферати

Реферат: Розробка сенсора на поверхнево-акустичних хвилях. Автоматизація вимірювальної установки

Машини для грабарств. Землерійно-транспортні машини. Багатоковшеві екскаватори, їхнє призначення і застосування. Використання бульдозерів при будівництві каналів, нерухомості, а також під час проведення будівельно-ремонтних дорожніх робіт. Скрепери, їхня класифікація.

Архітектура французьких провінцій. Про практику сполучення нового і старого стилів.

Проект по організації виробництва перхлорвінілової смоли. Вивчення проведення техніко-економічного обґрунтування проекту модернізації процесу сушіння у виробництві кальцинованої соди при випалі вапняку. Визначення показників по праці і заробітній платі, собівартості продукції і капітальних вкладень.

Озокеритотерапия і гідротерапія. Характеристика і методика застосування озокериту - мінералу з групи нафтових бітумів. Показання і протипоказання до озокеритотерапії. Способи проведення гідротерапії - зовнішнього застосування прісної води. Медична класифікація обливання і душів.

Синдроми, обумовлені трисомией аутосом. Чисельні і структурні хромосомні мутації. Клинико-цитогенетические характеристики синдрому Дауна. Приклад розгорнутої клінічної характеристики синдрому Дауна. Цитогенетическая характеристика і клінічні прояви синдрому Патау і синдрому Едвардса.

Міністерство освіти Російської Федерації

Ніжегородський державний технічний університет

Дзержінський філія

Факультет

Химіко-механічний

Кафедра

Автоматизація технологічних процесів і виробництв

Магістерська дисертація

по темі:

Розробка сенсора на поверхнево-акустичних хвилях. Автоматизація вимірювальної установки.

Виконав:

магистрант гр. 95-АТПМ-1

Ермаков Е. С.

Зав. кафедрою АТПП:

д. т. н., професор

Сажін С. Г.

Науковий керівник:

д. т. н., професор

Сажін С. Г.

м. Дзержинск

2001 р.

Зміст

Зміст... 2

Введення... 3

Літературний огляд... 5

Основні принципи конструювання ПАВ сенсоров... 5

Деякі задачі, що вирішуються ПАВ сенсорами... 11

Конструкція експериментального осередку... 18

Опис приладів і матеріалів... 21

Сполучення частотомера з ЕОМ... 35

Особливості задачі... 35

Постановка задачі сполучення... 41

Перетворення рівня... 43

Перетворення коду... 44

Паралельні порти введення/висновку... 53

Переривання... 56

Послідовний порт введення/висновку... 57

Розробка програмного забезпечення пристрою сполучення... 64

Математичне моделювання... 70

Експериментальні результати... 7 8

Економічна частина... 83

Техніки безпеки... 84

Висновки... 85

Список використаних джерел... 86

Введення

В умовах сучасності проблема контролю за станом навколишнього середовища виходить на все більш ведуче місце. Контроль цей здійснюється як стаціонарними приладами, так і портативними. До стаціонарних приладів можна віднести інфрачервоні спектрометри, газові хроматографи, масові спектрометри і деякі інші. Робота портативних приладів заснована на використанні твердотільних перетворювачів. Такі перетворювачі дозволяють здійснювати мініатюризацію приладів, знижувати споживану ними потужність, а також дають можливість виробляти їх за допомогою технології мікроелектроніки, ну а це - якість, надійність і можливість створення многоточечних систем контролю. Розробка такого роду приладів є актуальною проблемою мікроелектроніки і автоматики. [1].

Хімічний твердотільний сенсор являє собою мікроелектронний пристрій, який перетворює зміну хімічних властивостей середи або складу середи в електричний сигнал [2]. Одним з найбільш перспективних напрямів в розробці хімічних сенсоров є створення пристроїв на поверхнево-акустичних хвилях (ПАВ). ПАВ пристрою привабливі для застосування в якості хімічних микросенсоров внаслідок своєї чутливості, малого розміру і дешевизни виготовлення на основі технології мікроелектроніки. Так само перевагою ПАВ сенсоров є висока чутливість швидкості поширення поверхнево-акустичної хвилі до будь-яких змін властивостей поверхневого матеріалу. Це пояснюється тим, що чутливість таких сенсоров зростає пропорціонально квадрату робочої частоти приладу, а діапазон робочих частот, що охоплюється змінюється від десятків мегагерц до декількох гигагерц.

Необхідно відмітити, що область застосування ПАВ сенсоров досить широка і різноманітна. Ці прилади також знайшли своє застосування як датчики температури і тиску, а, крім того, дають можливість провести дослідження властивостей різних полімерних плівок.

Літературний огляд

Основні принципи конструювання ПАВ сенсоров

В своїй основній формі хімічний микросенсор являє собою щонайменше два елементи: мініатюрна підкладка і хімічно селективное покриття [10].

Підкладка має контакт з покриттям і забезпечує виникнення електричного сигналу, чиї характеристики відображають стан покриття.

Покриття має контакт зі середою, вмісною хімічну речовину, яка повинна бути виявлене. Відмінності у властивостях покриття, за допомогою яких відбуваються ті або інакші хімічні взаємодії, забезпечують перенесення речовини або енергії через підкладку [10].

Виникнення акустичної хвилі досягається використанням ПАВ покриття, лінії затримки і коливального контура.

При адсорбції чутливим покриттям визначуваних речовин відбувається зміна характеристик поверхнево-акустичної хвилі, таких як фазова швидкість, амплітуда і частота. Відбувається це внаслідок зміни пружних властивостей чутливого шара і його електропровідності [1]. По цих змінах можна судити про концентрацію домішки в середовищі.

ПАВ микросенсор являє собою тонку пластинку з відполірованого п'єзоелектричного матеріалу (наприклад, кварцу, ниобата літію, танталата літію), на яку нанесені дві системи встречно-штирьевих перетворювачів (ВШП), одна з яких працює як передаючий перетворювач, а друга є приймаючим перетворювачем [2]. Краї на обох кінцях пластинки спотворюються або навантажуються абсорбционной гумою для придушення відображення в напрямі поширення первинної хвилі. Якщо на одну з систем ВШП подається високочастотне напруження, то на поверхні пластинки за рахунок зворотного пьезоеффекта генерується поверхнево-акустична хвиля. Ця хвиля потім розповсюджується вдовж поверхні пластинки доти, поки не попаде на іншу систему ВШП, де вона перетворюється зворотно у високочастотне напруження. Час затримки між вхідним і вихідним електричними сигналами визначається по формулі:,

гдеl- середня відстань між системами ВШП,

v- швидкість поширення поверхнево-акустичної хвилі.

Максимальна акустоелектрическое взаємодія систем ВШП має місце при характеристичній частоті, визначуваній наступним співвідношенням:,

гдеh- крок ВШП [З].

З'єднання двох ВШП через високочастотний підсилювач (мал. 1) дає можливість даному пристрою підтримувати коливальний процес на резонансній частоті при умові виконання наступних вимог:

набіг фаз в кільці коливального контура, що виходить таким чином складає, гдеn- ціле число;

втрати в лінії затримки компенсуються підсилювачем [2].

Область поширення ПАВ між системами ВШП використовується в сенсорних пристроях як чутлива область. Будь-яка зміна фізичних параметрів середи (температури, тиску) впливає на робочу частоту ПАВ приладу. Це явище використовується в даному типі датчиків як сенсорний ефект. У випадку застосуванні ПАВ приладів в якості хімічних газових сенсоров на область поширення поверхнево-акустичної хвилі наноситься чутливе покриття, що володіє властивістю селективно взаємодіяти з визначуваною речовиною. Нанесення покриття відбивається в значному ослабленні поверхневої хвилі і відповідному зменшенні резонансної частоти приладу. Було показане [2] що зміна резонансної частоти, зумовлена наявністю покриття на поверхні поширення поверхнево-акустичної хвилі, описується наступним співвідношенням:,

де - зсув резонансної частоти за рахунок зміни чутливим покриттям швидкості поверхнево-акустичної хвилі,

і характеристики п'єзоелектричного матеріалу,

- початкова резонансна частота,

h- товщина чутливого покриття,

- його густина.

Не важко помітити, що твір - являє собою масу покриття на одиницю площі. Таким чином, зміна частоти поверхнево-акустичної хвилі залежить насамперед від двох чинників - маси одиниці площі плівки і механічних властивостей п'єзоелектричної підкладки. Застосування дуже товстих плівок відбивається в надмірному ослабленні швидкості поверхнево-акустичної хвилі і подальшому затуханні коливань. Було встановлено, що найбільш прийнятною є товщина плівки, що становить »1% від довжини хвилі. У цьому випадку здатність покриття адсорбувати визначувані речовини досить велика, щоб забезпечити хорошу чутливість. З іншого боку така товщина покриття не приводить до затухання коливань.

Внаслідок адсорбції газів чутливим покриттям змінюються властивості середи поширення поверхнево-акустичної хвилі, а, отже, і її характеристики.

У загальному випадку, для визначення концентрації газів можна вимірювати зміну амплітуди, швидкості або частот поверхнево-акустичної хвилі. Найбільш простим, надійним, а саме головне точним методом є вимірювання зсуву частоти. Тобто як сенсорний ефект в даному типі датчиків використовується відмінність робочих частот поверхнево-акустичної хвилі приладу в різних середовищах.

Деякі задачі, що вирішуються ПАВ сенсорами

В роботі [6] авторами вирішена задача класифікації ароматів і визначення міри свіжості харчових продуктів по запаху з використанням аналітичної мікросхеми, працюючої на принципі вимірювання швидкості поверхнево-акустичної хвилі. Описується микросистема для дослідження запахів і ароматів, заснована на використанні набору п'єзоелектричних резонаторів з покриттями, селективно сорбирующими пари визначуваних з'єднань з атмосфери. Отриманий прилад складається з восьми резонаторів, колеблющихся з різною частотою в інтервалі від 380 до 433 МГц і що мають різні чутливі покриття.

Також був досліджений [7] вплив лінійних і розгалужених углеводородов на ПАВ сенсори з чутливими покриттями на основі плівок фторированних полиамидов. У ході дослідження було виявлено, що такі ПАВ сенсори можуть бути використані для виявлення лінійних і розгалужених углеводородов, оскільки лінійні углеводороди, проникаючи в плівку, дають зміну маси плівки на два порядки більше, ніж відповідні ним розгалужені ізомери, що приводить до зміни частоти.

У роботі [8] знайдений спосіб і приведена конструкція пристрою для виявлення запашних речовин в повітрі. Пристрій являє собою систему, яка складається з набору напівпровідникових і ПАВ сенсоров. У статті дані результати порівняння двох сортів кави і двох видів духи. Також був проведений аналіз становлячих запахів оливкового масла, столового вина, наркотиків (морфин, кокаїн і інш.), різних вибухових речовин, харчових коркових пробок, тіла людини і запаху тварин.

У роботі [13] розглядалися поверхнево-акустичні пристрої, покритого тонким шаром хемоселективного матеріалу. Такі пристрої є високочутливий хімічними сенсорами для виявлення і моніторинга пар і газів. Також в даній роботі дана оцінка ПАВ пристроїв з різними матеріалами, що використовуються як покриття і пристрої, покрите різними способами. У процесах описаних в роботі досліджень застосовувався новий спосіб лазерного вибивання з використанням матриці і пульсуючого лазера. На чутливу область ПАВ сенсора крім усього іншого наносився пассивирующий шар вуглеводу. У роботі визначені і представлені електричні характеристики і різні параметри пристроїв для виявлення різних газів.

У роботі [11] представлений сенсор для виявлення по місцю і вимірювання низьких концентрацій газоподібної ртуті. Принцип дії сенсора заснований на використанні генератора коливань ПАВ і двійчастої лінії затримки із золотим покриттям. Газоподібна ртуть виборче реагує із золотою плівкою, утворюючи амальгаму. У результаті збільшується маса плівки, яка спричиняє зменшення частоти коливань. Вимірювання концентрації газу проводиться відмінністю відгуку сенсора при кімнатній температурі і температурі, при якій досягається динамічна рівновага реакція сполучення і десорбції. Значення величини рівноваги досить сильно залежить від концентрації газу. Таким чином, частота генератора коливань в лінії затримки може служити чутливою мірою концентрації газоподібної ртуті.

У роботі також представлений графік залежності відгуку сенсора від концентрації газоподібної ртуті в діапазоні 10-9. Також проаналізовані такі особливості відгуку сенсора як форма відгуку, величина відгуку, час відгуку і линейность при 250С і 2000С.

У роботі [15] розглянутий ПАВ сенсор в якості гравіметричного сенсора. У цій роботі вивчалася адсорбція і десорбція хлорбензола, о-дихлорбензола і хлороформа в поли[n-бутилметакрилате] (ПБМА) за допомогою ПАВ сенсора і за допомогою методів гравіметричного аналізу (ГМА) з використанням полімерних плівок. Процеси сорбції аналізувалися за допомогою моделі Фікиана і були отримані коефіцієнти найкращого розділення і дифузії. Експериментальні дані добре відповідали моделі. Коефіцієнти розділення, отримані з відгуку ПАВ, не залежали від товщини покриття і були в 2 - 3 рази вище, ніж коефіцієнти розділення, отримані з відгуку гравіметричного сенсора. У протилежність цьому, коефіцієнти дифузії збільшувалися лінійно в залежності від товщини покриття в діапазоні частот 70-560 кГц. При мінімальній товщині покриття ПАВ коефіцієнти були порівнянні з відносними ГМА коефіцієнтами. Дане дослідження ще раз підтверджує правоту того, що відгук ПАВ хімічних сенсоров вище, ніж очікуваний тільки від зміни маси. В'язко-еластичний ефект також більш яскраво виражений, ніж гравіметричний. Більш того подібність дифузійних коефіцієнтів, отриманих при більш товстому шарі полімеру, говорить про те, що швидкості зміни в'язко-еластичних компонентів ПАВ і гравіметричного елемента подібні. Авторами роботи був зроблений висновок, що обидва явища мають в своїй основі один і той же процес: адсорбцію речовини, що аналізується в полімер. І з цієї точки зору, на думку авторів роботи, покритий полімером ПАВ сенсор може вважатися окремим випадком гравіметричного сенсора.

У роботі [14] представлений сенсор на ПАВ з двійчастою лінією затримки з напиленной плівкою WO3:Ru як чутливий елемент. Внаслідок окислення оксиду азоту (NO) напівпровідникової плівки оксиду металу меншає концентрація носіїв в плівці і, отже, її провідність. Це зменшення провідності плівки є причиною збільшення швидкості ПАВ. Таким чином, в приладі, який являє собою коливальний контур з двійчастою лінією затримки, частота чутливого каналу є мірою чутливості концентрації NO. У роботі також представлені відгуки даного сенсора на концентрації NO (10-9- 10-6) в повітрі, тобто серед газів більш високих концентрацій. Також в роботі проаналізована залежність відгуку сенсора від часу відгуку, часу відновлення, мінімального рівня концентрації, рівня насичення і линейность відгуку. Крім того, приводяться малюнки і можливості поліпшення показників сенсора в майбутньому.

У роботі [13] представлений ПАВ сенсор для вимірювання відносної вогкості і концентрації вуглекислого газу при кімнатній температурі. Він являє собою дві 97 МГц лінії затримки ПАВ, покриті тонкими полімерними плівками. Одна лінія затримки служить для вимірювання концентрації, друга - для вимірювання відносної вогкості. У роботі також представлена крива залежність відгуку сенсора від визначуваних параметрів.

У роботі [20] використовувався датчик, вмісний 2 незалежні ідентичні лінії затримки з досліджуваними покриттями. Кожна лінія затримки сполучена з частотомером і через спеціальну плату інтерфейса з персональною ЕОМ «Нейрон». Математичне забезпечення дозволяло в режимі реального часу прочитувати свідчення частотомеров 1 разів в секунду і накопичувати результати вимірювань в буфері ЕОМ для подальшої обробки.

Як видно з робіт зарубіжних і вітчизняних розробників ПАВ сенсоров, при проведенні досліджень необхідна обробка великих об'ємів даних. Тому виникає необхідність підвищити міру автоматизації експериментальної установки. Для чого вважається доцільним сполучення вимірювальних приладів, необхідних для проведення експерименту з ЕОМ. Дана задача успішно вирішується зарубіжними розробниками, в той час як серед наукових розробок вітчизняних вчених така задача була вирішена тільки в роботі [20]. У цій роботі використовувалася досить малопотужна ЕОМ «Нейрон», яка при сучасних вимогах до швидкості і якості обробки інформації не може справитися зі своєю задачею. Для успішного проведення досліджень необхідно підвищити міру автоматизації установки, шляхом сполучення її з ЕОМ більш високого рівня.

Мета роботи - розробити схему, програму, обслуговуючу інтерфейсний пристрій сполучення і зробити підключення вимірювальної установки до ЕОМ.

Конструкція експериментального осередку

Як чутливі елементи на поверхнево-акустичних хвилях використовувалися лінії затримки ПАВ, виконані на АТ-зрізі монокристаллического кварцу таким чином, що частота поверхнево-акустичної хвилі, що генерується становила 170 МГц. Для виконання поставлених в даній роботі задач був виготовлений експериментальний осередок наступної конструкції. На основу, що являє собою пластину 100*100*10 мм з неіржавіючої сталі, встановлювався високочастотний підсилювач. Підсилювач був вміщений в металевий корпус 25х25х10 мм і його параметри були спеціально підібрані для досліджень ПАВ перетворювачів, що використовувалися в ході. У верхній грані корпусу підсилювача були контактні отвори, в які вставлялися ніжки стандартного ПАВ держателя. Як кришка ПАВ перетворювача, для виключення впливу зовнішніх впливів на частоту ПАВ, використовувалася неіржавіюча пластина 40х40х4 мм, в якій був вирізаний отвір необхідної геометрії і розмірів. На верхню грань цієї пластини навпроти отвору була приварена ще одна пластинка таким чином, що в першій пластині утворилася порожнина. У дану порожнину вміщувався ПАВ перетворювач. Для створення вакуумного ущільнення кришка притискалася до підсилювальної коробки за допомогою болтів діаметром 5 мм через прокладку з силіконовий гуми. У верхню частину пластини над ПАВ перетворювачем були вварени два штуцера з неіржавіючих трубок 3-х міліметрового діаметра для введення в осередок необхідних газових потоків, а також откачки її на вакуум. Для виключення попадання пилу і частинок бруду на поверхню поширення поверхнево-акустичної хвилі, в штуцери були введені спеціальні фільтри, що використовуються як вкладиші у вхідних штуцерах газових редукторів. При проведенні експериментів штуцери осередки сполучалися з відповідним виведенням універсального газового.

Опис приладів і матеріалів

Для вимірювання частоти ПАВ в роботі використовувався частотомір електронно-рахунковий Ч3-54, характеристики якого представлені нижче:

Малюнок 3 Зовнішній вигляд частотомера Ч3-54

Призначення:

1. Частотомір електронно-рахунковий 43-54 призначений для:

- вимірювання частоти синусоидальних і частоти проходження імпульсних сигналів;

- вимірювання періоду синусоидальних і періоду проходження імпульсних сигналів;

- вимірювання тривалості імпульсів і інтервалів часу;

- вимірювання відношення частот електричних сигналів;

- підсумовування електричних сигналів;

- ділення частоти електричних сигналів;

- видачі напружень опорних частот;

- роботи зі змінними блоками.

2. Прилад за умовами експлуатації призначений для роботи в умовах:

- температура навколишнього середовища від 243 до 323 До (від мінус 30 до +50°З);

- підвищена вогкість до 98% при температурі до 308 До (+35°З).

3. Прилад харчується від мережі змінного струму напруженням (220 ± 22) В частотою (50±0,5) Гц; (220±11) У або (115±6) В частотою (400-12+25) Гц.

4. У приладі передбачена можливість роботи зі змінними блоками і іншими приладами.

Застосування змінних блоків і інших приладів дозволяє проводити вимірювання частоти в широкому діапазоні і значно розширює можливості приладу.

При роботі зі змінним блоком підсилювачем широкосмуговий ЯЗЧ-31/1 прилад вимірює частоту синусоидальних сигналів в діапазоні від 0.1 до 60 МГц при рівні вхідного сигналу від 1 мВ до 10

При роботі зі змінним блоком перетворювачем частоти ЯЗЧ-43 прилад вимірює частоту синусоидальних сигналів в діапазоні від 4 до 12 ГГц при рівні вхідного сигналу від 0.2 до 5 мВт.

При роботі зі змінним блоком перетворювачем частоти автоматичним ЯЗЧ-72 прилад вимірює частоту синусоидальних сигналів від 0.3 до 7 ГГц при рівні вхідного сигналу від 0.2 до 5 мВт.

При роботі зі змінним блоком перетворювачем частоти автоматичним ЯЗЧ-72 або перетворювачем частоти ЯЗЧ-42 і перетворювачем частоти Ч5-13 вимірюється частота синусоидальних сигналів в діапазоні від 10 до 78.33 ГГц при рівні вхідного сигналу від 0,1 до 5 мВт (10 - 37.5) ГГц, від 0.5 до 5 мВт (37.5 - 70) ГГц і від 1 до 5 мВт (70 - 78.33) ГГц.

При роботі зі змінним блоком перетворювачем частоти ЯЗЧ-87 прилад вимірює частоту синусоидальних сигналів і несучу частоту імпульсно-модульованих сигналів від 0.07 до 12 ГГц при рівні вхідного сигналу від 0.1 до 5 мВт.

При роботі зі змінним блоком перетворювачем частоти ЯЗЧ-88 прилад вимірює частоту синусоидальних сигналів і несучу частоту імпульсно-модульованих сигналів від 8 до 18 ГГц при рівні вхідного сигналу від 0.4 мВт до 5 мВт.

5. Прилад може застосовуватися для настройки, випробувань і калібрування різного роду приемо-передаючих трактів, фільтрів, генераторів, для настройки систем зв'язку і інших пристроїв.

Технічні дані

1. Прилад вимірює:

- по ВХОДУ А частоту синусоидальних сигналів:

- в діапазоні від 0.1 Гц до 420 МГц при напруженні вхідного сигналу від 0.1 до 100 В ефф.;

- в діапазоні від 120 до 150 МГц при напруженні вхідного сигналу від 0.2 до 3 В ефф.;

- по ВХОДУ Д частоту синусоидальних сигналів в діапазоні від 50 до 300 МГц при напруженні вхідного сигналу 0.2 до 3 В ефф.;

- по ВХОДУ А частоту проходження імпульсних сигналів будь-якої полярності, маючих не більш двох екстремальних значень за період, в діапазоні від 0.1 Гц до 120 МГц при напруженні вхідного сигналу від 0,3 до 100 В.

2. Відносна погрішність вимірювання частоти синусоидальних і імпульсних сигналів df в межах значень, розрахованих по формулі:

де d0- відносна погрішність по частоті внутрішнього кварцового, генератора або зовнішнього джерела, що використовується замість внутрішнього генератора;

fизм- частота, що вимірюється, Гц;

tcч- час рахунку, з.

3. Номінальне значення частоти кварцового генератора - 5 МГц. Межі коректування частоти кварцового генератора при випуску приладу не менше ±за 5-10 номінальних значення частоти.

Дійсне значення частоти кварцового генератора при випуску приладу встановлене з погрішністю в межах ±2-10 номінального значення частоти після часу встановлення робочого режиму.

4. Максимальна відносна погрішність по частоті кварцового генератора після часу встановлення робочого режиму не повинна бути більш:

± 1.5×10-7в течія 1 місяці;

±2.5×10-7в течія 6 місяців;

±5×10-7в течія 12 місяців,

Час 1, 6 і 12 місяців відлічується з моменту установки дійсного значення частоти з погрішністю в межах ±2×10-8.

5. Відносна зміна середнього значення частоти вихідного сигналу кварцового генератора за 1 добу в межах:

після часу встановлення робочого режиму ±2×10-8;

після 24 часів безперервної роботи ± 1×10-8;

після 72 часів безперервної роботи ±5×10-8.

6. Среднеквадратическая відносна випадкова варіація частоти кварцового генератора при навколишній температурі, що підтримується з точністю ±1°З, після часу встановлення робочого режиму не повинна бути більш:

±1×10-10за 1 з;

±1×10-10зa 10 з;

±3×10-9за 1 ч.

7. Температурний коефіцієнт частоти кварцового генератора в межах:

±1×10-9на 1°З (для приладів з прийманням представника замовника);

±3×10-9на 1°З (для інших споживачів).

8. Прилад вимірює по ВХОДУ Би одиничний і усереднений (коефіцієнт усереднення рівний 10, 102, 103и 104) період сигналів синусоидальной, і імпульсної форми будь-якої полярності при тривалості імпульсів не менше за 0.1 мкс в діапазоні частот від 0 до 1 МГц. Напруження вхідного сигналу:

від 0.1 до 100 В ефф. для сигналу синусоидальной форми;

від 0.3 до 100 В для сигналу імпульсної форми.

9. Відносна погрішність вимірювання періоду dтсинусоидальних сигналів повинна бути в межах значень, розрахованих по формулі:

де d0- відносна погрішність по частоті внутрішнього кварцового, генератора або зовнішнього джерела, що використовується замість внутрішнього генератора;

n - число періодів, що усереднюються (множник періоду);

Ттакт- період частоти заповнення (мітки часу);

Тизм- період, що вимірюється;

dз- відносна погрішність рівня запуску, визначувана по формулі:

де Uш- амплітуда шумового сигналу, В;

Uc- амплітуда вхідного сигналу, 10 -2

3×10 -3

3×10 -4

Відносна погрішність вимірювання періоду імпульсних сигналів при тривалості фронтів імпульсів не більше за половину періоду сигналу заповнення - в межах значенні, визначуваних по формулі:

10. Прилад вимірює відношення частот електричних сигналів.

Діапазон вищої з частот (ВХІД А), що порівнюються від 10 Гц до 150 МГц. Діапазон нижчої з частот (ВХІД БИ), що порівнюються від 0 до 1 МГц.

Напруження і форма вхідних сигналів відповідають приведеним в пп. 1 і 8.

11. Відносна погрішність вимірювання відношення частот - в межах значенні, визначуваних по формулі:

для сигналу нижчої (f2) з частот синусоидальной форми, що порівнюються або імпульсного сигналу при тривалості фронтів більше за половину періоду вищої (f1) з частот, що порівнюються і в межах значень, визначуваних по формулі:

для імпульсного сигналу нижчої з частот, що порівнюються з тривалістю фронтів не більше за половину періоду вищої з частот, що порівнюються.

12. Прилад проводить по ВХОДУ А рахунок числа (підсумовування) електричних коливань в діапазоні частот від 0 до 150 МГц за час, що встановлюється вручну.

Напруження і форма вхідного сигналу відповідають п. 1.

13. Прилад вимірює по ВХОДАХ В і Г інтервал часу в діапазоні від 0.1 мкс до 105с при внутрішніх частотах заповнення 103, 104, 105, 106, 107и 108Гц, частота зовнішнього сигналу заповнення від 0 до 150 МГц.

Напруження вхідного сигналу імпульсної форми відповідає приведеному в п. 8.

14. Відносна погрішність вимірювання інтервалів часу при тривалості фронтів імпульсів, що вимірюються не більше за половину періоду сигналу заповнення не повинна перевищувати значення, визначуваного по формулі:

де d0- відносна погрішність частоти кварцового генератора або зовнішнього джерела, що використовується замість внутрішнього кварцового генератора;

tизм- інтервал, що вимірюється, мс;

і при тривалості фронтів більше за половину сигналу заповнення не повинна перевищувати значення, визначуваного по формулі:

де tф1, tф2- тривалість фронтів імпульсів, що визначають початок і кінець рахунку, мс.

15. Вхідний опір і вхідна ємність приладу по ВХОДАХ А і Би не менше за 1 МОм і не більше за 70 пФ.

При натисненій кнопці «50 W» вхідний опір приладу по ВХОДУ А - 50 Ом.

16. Прилад вимірює в режимі КОНТРОЛЬ власні опорні частоти 1, 10, 100 кГц, 1, 10, 100 МГц з метою перевірки працездатності приладу.

17. Прилад забезпечує безпосередній відлік результатів вимірювання в цифровій формі з індикацією одиниць вимірювання (MHz, KHz, mS, mS), переповнення (П), децимальной точки. У режимі ПАМ'ЯТЬ прилад забезпечує зберігання результату вимірювання на час циклу вимірювання.

18. Час рахунку приладу при вимірюванні частоти по ВХОДУ А 10-3, 10-2, 10-1, 1 і 10 з. При вимірюванні частоти по ВХОДУ Д час рахунку подвоюється.

19. При автоматичному пуску прилад забезпечує можливість плавної установки часу індикації результатів вимірювання від 0.1 до 5 з; з допустимим відхиленням +50% від вказаних величин; при ручному і зовнішньому пуску час індикації необмежене.

20. Прилад ділить по ВХОДУ Би частоту вхідного сигналу в діапазоні від 0 до 1 МГц з коефіцієнтом ділення 1, 10, 102, 103и 104.

Напруження і форма вхідного сигналу відповідають приведеним в п. 8.

Форма вихідного сигналу - позитивний імпульс тривалістю не менше за 0.1 мкс, амплітудою не менше за 2 В на навантаженні 10 кОм.

21. Прилад видає сигнали опорних частот: 0.1; 1, 10, 100 Гц, 1, 10, 100 кГц, 1 і 10 МГц, що мають форму позитивних імпульсів зі скважностью не більше за 5 і амплітудою не менше за 2 В на навантаженні 10 кОм; 5 і 50 МГц напруженням; не менше за 0.5 В на навантаженні 1 кОм на кінці кабеля з'єднувального (4.850.597-21). Форма сигналу - близька до синусоидальной.

22. Прилад працює від зовнішнього джерела опорної частоти 5 МГц ±100 Гц напруженням від 0.5 до 3 В на навантаженні 100 Ом замість внутрішнього кварцового генератора.

23. Прилад видає на реєструючий пристрій інформацію про значення величини, що вимірюється в потенційному вигляді в паралельному двійково-десятеричному коді 8-4-2-1 з рівнями напружень на навантаженні 10 кОм;

від +2,4 до +4,5 В - логическ. «1»;

від 0 до +0,5 - логическ. «0».

24. Прилад приймає зовнішній сигнал заборони роботи напруженням від 0 до +0.4 В.

25. Після закінчення рахунку прилад видає командний сигнал для запуску реєструючого пристрою - позитивний перепад напруженням з рівнями логічного «0» від 0 до +0.5 В, логічної «1» від +2.4 до +4.5 В на нагрузке10 кОм.

26. Прилад має автоматичний, ручний і зовнішній скидання-пуск. Зовнішній скидання-пуск здійснюється імпульсом позитивної полярності, амплітудою від +2.4 до +4.5 В, на навантаженні 10 кОм, тривалістю не менше за 10 мкс при крутизні фронту не менше за 0.5 В/мкс.

27. Прилад забезпечує можливість дистанційного керування перемикачами: РІД РОБОТИ, ЧАС РАХУНКИ-МНОЖНИК, МІТКИ ЧАСУ, «50 W», «1V/10V», БЛОК, «150 MHz;/5 MHz», а також рівнями спрацювання підсилювачів по ВХОДУ А і ВХОДУ Б.

28. Прилад забезпечує свої технічні характеристики після часу встановлення робочого режиму, рівну 2 ч. Час готовності приладу без гарантованої погрішності частоти внутрішнього кварцового генератора або роботі із зовнішнім джерелом опорної частоти - не більше за 1 мін; при роботі приладу в інтервалі температур від 263 до 243 До (від мінус 10 до мінус 30°З) - не більше за 10 мін.

29. Живлення приладу здійснюється від мережі змінного струму напруженням (220±22) В частотою (50±0.5) Гц, (220±11) або (115 ± 6) В частотою (400-12+28) Гц. Допустимий вміст гармонік до 5%.

30. У приладі забезпечена можливість автоматичного підключення ланцюга живлення кварцового генератора до зовнішнього джерела постійного напруження +(27±3) В з споживаним струмом не більше за 0.37 А.

31. Потужність, споживана приладом від мережі при фінальному напруженні, не перевищує 100 ВА.

32. Прилад зберігає свої технічні характеристики протягом 16 ч безперервної роботи.

33. Нормальні умови експлуатації:

температура навколишнього середовища - (293±5) До (20±5)0С;

відносна вогкість повітря - (65±15)%;

атмосферний тиск - (100±4) кПа (750±30) мм рт. ст.

34. Робочі умови експлуатації:

температура навколишнього середовища - від 243 до 323 До (від мінус 30 до плюс 50°З);

підвищена вогкість - до 98% при температурі до 308K (+35°З);

атмосферний тиск - (100±4) кПа (750±30) мм рт. ст.

35. Граничні умови:

температура навколишнього середовища - від. 223 до 338 До (від мінус 50 до +65°З);

знижений атмосферний тиск - 61.33 кПа (460 мм рт. ст.). Після перебування в граничних умовах час витримки приладу в нормальних умовах не менш 2 годин.

36. Габаритні розміри приладу 490х136х480 мм. Маса приладу (без упаковки) не більше за 16 кг.

37. Напрацювання на відмову приладу - не менше за 3000 ч

38. Середній термін служби приладу - не менше за 10 років. Середній ресурс - не менш 10000 годин.

Сполучення частотомера з ЕОМ

Особливості задачі

Однієї із задач даної дисертації є підвищення автоматизації установки, тобто сполучення її ЕОМ.

Задачею сполучення було отримання і обробка вихідного сигналу частотомера на терміналі ЕОМ. Оскільки частотомір не мав інтерфейса для безпосереднього сполучення його з ЕОМ, встала необхідність перетворення вихідного сигналу, представленого в паралельному двійково-десятеричному коді 8-4-2-1 в послідовний код, прийнятний для інтерфейса RS-232C ЕОМ.

Вибір на користь застосування інтерфейса RS-232C зумовлений наявністю наступних чинників:

- відносна віддаленість об'єкта обміну інформацією (зовнішнього пристрою) від комп'ютера (стандартом обумовлена довжина кабеля до 15 м при наявності загального контура заземлення, однак в багатьох практичних випадках вона може бути істотно збільшена, хоч і з деяким зниженням робочих швидкостей);

- порівняно (по відношенню до паралельних методів і локальних обчислювальних мереж) невисока швидкість обміну даними (максимально можлива швидкість передачі даних стандартного послідовного порту комп'ютера становить 115200 біт/січеного, що обмежує швидкість обміну величиною біля 10 Кбайт/січений);

- застосування стандартного інтерфейса для підключення до комп'ютера без його розкриття.

Далі приведена інформація, користуючись якою розробник зможе здійснити сполучення пристрою, що проектується з комп'ютером за допомогою інтерфейса RS-232C

Інтерфейс RS-232C призначений для підключення до комп'ютера стандартних зовнішніх пристроїв (принтера, сканера, модему, миші і інш.), а також для зв'язку комп'ютерів між собою. Основними перевагами використання RS-232C в порівнянні з іншими інтерфейсами є можливість передачі на великі відстані і набагато більш простий з'єднувальний кабель. У той же час працювати з ним дещо складніше. Дані в RS-232C передаються в послідовному коді побайтно. Кожний байт обрамовується стартовим і стоповими бітами. Дані можуть передаватися як в одну, так і в іншу сторону (дуплексний режим).

Комп'ютер має 25-контактну (DB25P) або 9-контактну (DB9P) роз'єм для підключення RS-232C. Призначення контактів роз'єм приведене в таблиці 1.

Ланцюг

Контакт (25-контактний роз'єм)

Контакт (9-контактний роз'єм)

I/Про

FG

1

'

-

- TxD

2

3

0

- RxD

3

2

I

RTS

4

7

0

CTS

5

8

I

DSR

6

6

I

SG

7

5

-

DCD

8

1

I

DTR

20

4

0

RI

22

9

I

Таблиця 1 Призначення контактів роз'єм інтерфейса RS-232C

(I - вхідний сигнал комп'ютера, Про - вихідний сигнал).

Призначення сигналів наступне.

FG- захисне заземлення (екран).

- TxD- дані, що передаються комп'ютером в послідовному коді (логіка негативна).

- RxD- дані, що приймаються комп'ютером в послідовному коді (логіка негативна).

RTS- сигнал запиту передачі. Активний у весь час передачі.

CTS- сигнал скидання (очищення) для передачі. Активний у весь час передачі. Говорить про готовність приймача.

DSR- готовність даних. Використовується для завдання режиму модему.

SG- сигнальне заземлення, нульовий провід.

DCD- виявлення несучої даних (детектування сигналу, що приймається ).

DTR- готовність вихідних даних.

RI- індикатор виклику. Говорить про прийом модемом сигналу виклику по телефонній мережі.

Найчастіше використовуються трьох- або четирехпроводная зв'язок (для двонапрямний передачі). Схема з'єднання для четирехпроводной лінії зв'язку показана на мал. 4

Для двухпроводной лінії зв'язку у разі тільки передачі з комп'ютера у зовнішній пристрій використовуються сигнали SG і TxD. Все 10 сигналів інтерфейса задіються тільки при з'єднанні комп'ютера з модемом.

Формат даних, що передаються показаний на мал. 5. Власне дані (5, 6, 7 або 8 біт) супроводяться стартовим бітом, бітом парності і одним або двома стоповими бітами. Отримавши стартовий біт, приймач вибирає з лінії біти даних через певні інтервали часу. Дуже важливо, щоб тактові частоти приймача і передавача були однаковими (допустиме розходження - не більше за 10%). Швидкість передачі по RS-232C може вибиратися з ряду: 110, 150, 300, 600, 1200, 2400, 4800, 9600, 19200, 38400, 57600, 115200 біт/з.

Малюнок 4 Схема 4-проводной лінії зв'язку для RS-232C.

Всі сигнали RS-232C передаються спеціально вибраними рівнями, що забезпечують високу помехоустойчивость зв'язку (мал. 6). Відмітимо, що дані передаються в інверсному коді (логічній одиниці відповідає низький рівень, логічному нулю - високий рівень).

Для підключення довільного ВУС до комп'ютера через RS-232C звичайно використовують трьох- або четирехпроводную лінію зв'язку (див. мал. 4), але можна задіяти і інші сигнали інтерфейса.

Малюнок 5 Формат даних,

що передаються Малюнок 6 Рівні сигналів RS-232C на передаючому і приймаючому кінцях лінії зв'язку.

Обмін по RS-232C здійснюється за допомогою звертань по спеціально виділеним для цього портам СОМ1 (адреси 3F8h...3FFh, переривання IRQ4), COM2 (адреси 2F8h...2FFh, переривання IRQ3), COM3 (адреси 3E8h...3EFh, переривання IRQ10), COM4 (адреси 2E8h...2EFh, переривання IRQ11). Формати звертань за цими адресами можна знайти в численних описах мікросхем контроллерів послідовного обміну UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), наприклад, i8250, KP580BB51.

У зв'язку з приведеними вище достоїнствами і нестачами різних способів підключення було прийняте рішення зупинитися на використанні саме послідовного інтерфейса RS-232C.

Постановка задачі сполучення

При використанні інтерфейса RS-232C задача сполучення об'єкта обміну інформацією з комп'ютером звичайно формулюється таким чином: потрібно забезпечити зв'язок з видаленим контроллером, обслуговуючим технологічну або лабораторну установку. Саме цей контроллер грає в цьому випадку роль ВУС.

Частіше за все такий контроллер являє собою микроЕВМ, що має власну магістраль і набір зовнішніх пристроїв, що здійснюють передачу вхідних сигналів з різноманітних датчиків і видачу керуючих впливів на органи управління. Для нас істотним моментом є наявність в контроллері процесора, що обробляє інформацію, представлену в паралельній формі, і магістралі, що забезпечує взаємодію різних його вузлів. Якщо ж потрібно організувати сполучення з пристроєм, що не має власного інтелекту, задача відразу ж істотно ускладнюється і часто стає практично нездійсненною. Тому в такому випадку варто подумати про вибір інших шляхів сполучення.

Етапи перетворення сигналів інтерфейса RS-232C на шляху від комп'ютера до мікропроцесора видаленого контроллера досить очевидні і проілюстровані мал. 7. Тут і далі ми вважаємо, що для сполучення через RS-232C використовується найбільш поширена найпростіша 4-проводная лінія зв'язку.

Блок перетворювачів рівня забезпечує електричне узгодження рівнів сигналів послідовного інтерфейса, що формуються контроллером, вхідним до складу комп'ютера (±12 В), з рівнями сигналів, присутніми в микропроцессорной системі (тут і далі передбачаємо, що в микропроцессорной системі діють рівні ТТЛ).

Малюнок 7 Організація сполучення через інтерфейс RS-232C.

Блок перетворювача коду переводить послідовне представлення інформації в паралельне і навпаки, здійснюючи розпізнавання початку і кінця посилки, синхронізацію прийому-передачі бітів кадру, стеження за наявністю помилок, інформування про готовність до виконання операцій і т. п.

Інтерфейс шини забезпечує сполучення перетворювача коду з локальною магістраллю микропроцессорной системи, здійснюючи двонапрямний передачу даних відповідно до алгоритмів і тимчасових співвідношень, прийнятих в ній.

Перетворення рівня

Для перетворення рівня сигналів вважається доцільним застосування інтерфейсної мікросхеми фірми MAXIM. Вона містить перетворювач напруження +5В в напруження +10В (генератор + помножувач напруження), инвертор (що перетворює напруження +10В в ) і власне перетворювачі рівня сигналів послідовного інтерфейса. Більшість таких мікросхем вимагають додаткових елементів (необхідні зовнішні конденсатори), що не є надмірною платою за переваги їх застосування.

Перетворення коду

Найбільш просто проблема дозволяється в тому випадку, якщо як центральний процесор видаленого контроллера застосована однокристальная микроЕВМ, вже вмісна Універсального асинхронного приймач-передавача (УАПП). Як приклад такий микроЕВМ, можна використати мікросхему КР1816ВЕ51. Побудова перетворювача коду в цьому випадку зводиться до задействованию вбудованого ресурсу у відповідності зі специфікаціями на застосовану мікросхему.

Однокристальная микроЕВМ (ОМЕВМ) містить вбудовану ОЗУ пам'яті даних ємністю 128 Байт з можливістю розширення загального об'єму оперативної пам'яті даних до 64 КБайт за рахунок використання зовнішніх мікросхем ОЗУ.

Умовне графічне позначення ОМЕВМ показане на мал. 8, а призначення висновків приведене в табл. 2.

№ висновку

Позначення

Призначення

Тип

1 - 8

P1.0 - P1.7

8-розрядний двонапрямний порт Р1. Вхід адреси А0 - А7 при перевірці внутрішнього ПЗУ.

Вхід/вихід

9

RST

Сигнал загального скидання

Вхід

10 - 17

P3.0 - P3.7

8-розрядний двонапрямний порт Р3 з додатковими функціями.

Вхід/вихід

P3.0

Послідовні дані приймача - RxD.

Вхід

P3.1

Послідовні дані передавача TxD.

Вихід

P3.2

Вхід зовнішнього переривання 0 - INT0

Вхід

P3.3

Вхід зовнішнього переривання 1 - INT1

Вхід

P3.4

Вхід таймера-лічильника 0 - T0

Вхід

P3.5

Вхід таймера-лічильника 1 - Т1

Вхід

P3.6

Вихід стробуючого сигналу при записі у зовнішню пам'ять даних WR

Вихід

P3.7

Вихід стробуючого сигналу при читанні із зовнішньої пам'яті даних RD

Вихід

18

XTAL1

Висновок для підключення кварцового резонатора

Вихід

19

XTAL2

Висновок для підключення кварцового резонатора

Вхід

20

GND

Загальний висновок

21 - 28

P2.0 - P2.7

8-разрядий двонапрямний порт Р2. Вихід адреси А8 - А15 в режимі роботи із зовнішньою пам'яттю. У режимі перевірки внутрішнього ПЗУ висновки Р2.0 - Р2.6 використовуються як вхід адреси А8 - А14. Висновок Р2.7 - дозвіл читання внутрішнього ПЗУ - Е

Вхід/вихід

29

PSE

Дозвіл програмної пам'яті

Вихід

30

ALE

Вихідний сигнал дозволу фіксації адреси

Вихід

31

EA

Блокування роботи з внутрішньою пам'яттю

Вхід

32 - 39

P0.7 - P0.0

8-розрядний двонапрямний порт Р0. Шина адреси/даного при роботі із зовнішньою пам'яттю. Вихід даних D7 - D0 в режимі перевірки внутрішнього ПЗУ.

Вхід/вихід

40

Ucc

Виведення від джерела напруження +5В.

Таблиця 2 Призначення виведення МК51

ОМЕВМ містить всі вузли, необхідні для автономної роботи:

- центральний восьмиразрядний процесор;

- внутрішню пам'ять даних, об'ємом 128 Байт;

- чотири восьмиразрядних що програмуються каналу введення - висновку;

- два 16-бітових таймери-лічильники;

-

систему переривань з п'ятьма векторами двома рівнями;

- послідовний інтерфейс;

- тактовий генератор.

Система команд ОМЕВМ містить 111 базових команд з форматом 1, 2 або 3 байти і представляє великі можливості обробки даних, реалізацію логічних, арифметичних операцій, а також забезпечує управління в режимі реального часу.

ОМЕВМ має:

- 32 восьмиразрядних регістри загального призначення;

- 128 визначуваних користувачем програмно-керованих прапорів;

- набір регістрів спеціальних функцій.

Регістри загального призначення і визначувані користувачем програмно-керовані прапори розташовані в адресному просторі внутрішнього ОЗУ даних.

ОМЕВМ при функціонуванні забезпечує:

- мінімальний час виконання команд складання регістр-регістр - 1мкс, регістр-пам'ять - 2 мкс;

- апаратне множення і ділення з мінімальним часом виконання команд множення/ділення - 4 мкс.

Розширена система команд забезпечує побайтовую і побітову адресацію, двійкову і двійково-десятеричну арифметику, індикацію переповнення і визначення парності/непарності, можливість реалізації логічного процесора. Відмінною рисою ОМЕВМ є те, що її арифметико-логічний пристрій (АЛУ) може нарівні з виконанням операцій над 8-розрядними типами даних маніпулювати одноразрядними даними. Інші програмно-доступні біти можуть бути встановлені, скинені або замінені їх доповненням, можуть пересилатися, перевірятися і використовуватися в логічних обчисленнях. Таким чином, завдяки наявності могутнього АЛУ і бітового процесора набір інструкцій ОМЕВМ чудово підходить для даного пристрою сполучення.

Мікросхеми КР1830ВЕ51 конструктивно виконані в 40-вивідних пластмасових корпусах з двухрядним розташуванням штирьевих контактів.

Серед іншого, ОМЕВМ містить наступні вузли:

- Логіка введення - висновку, призначена для прийому і видачі сигналів, що забезпечує обмін інформацією ОМЕВМ із зовнішніми пристроями через порти введення/висновку Р0 - Р3.

- Блок Т/З складається з двох таймерів/лічильника, призначених для підрахунки зовнішніх подій, отримання програмно керованих тимчасових затримок і виконання времязадающих функцій ОМЕВМ.

- Блок послідовного інтерфейса і переривань призначений для організації введення-виведення послідовних інформації і організації системи переривання програм.

- Порти Р0 - Р3 є двонапрямний портами введення/висновку і призначені для забезпечення інформацією ОМЕВМ із зовнішніми пристроями, утворюючи 32 лінії введення/висновку. Кожний з портів містить фіксатор-клямку, який являє собою восьмиразрядний регістр, що має байтову і бітову адресацію для установки (скидання) розрядів за допомогою програмного забезпечення.

Фіксатори портів Р0, Р1, Р2, Р3 мають свої внутрішні фізичні адреси, як при байтовій адресації, так і при бітовій адресації.

Крім роботи як звичайні порти введення/висновку лінії портів Р0 - Р3 можуть виконувати радий додаткових функцій, описаних нижче.

Через порт Р0:

- Виводиться молодший байт адреси А0 - А7 при роботі із зовнішньою пам'яттю програм і зовнішньою пам'яттю даних;

- Видається з ОМЕВМ і приймається в ОМЕВМ байт даних при роботі із зовнішньою пам'яттю (при цьому обмін байтом даних і виведення молодшого адреси зовнішньої пам'яті мультиплексировани у часі);

Через порт Р2:

- Виводиться старший байт адреси А8 - А15 при роботі із зовнішньою пам'яттю програм і зовнішньою пам'яттю даних (для зовнішньої пам'яті даних - тільки при використанні команд, які виробляють 16-розрядну адресу)

Кожна лінія порту Р3 має індивідуальну альтернативну функцію:

- P3.00 - RxD, вхід послідовного порту, призначений для введення послідовних даний в приймач послідовного порту;

- P3.1 - TxD, вихід послідовного порту, призначений для виведення послідовних з передавача послідовного порту;

- P3.2 - INT0 - використовується як вхід 0 зовнішнього запиту переривання;

- P3.3 - INT1 - використовується як вхід 1 зовнішнього запиту переривання;

- P3.4 - T0, використовується, як вхід лічильника зовнішніх подій Т/З 0;

- P3.5 - T1, використовується, як вхід лічильника зовнішніх подій Т/З 1;

- P3.6 - WR, строб запису у зовнішню пам'ять даних, вхідний сигнал, супроводжуючий виведення через порт Р0 при використанні відповідних команд;

- P3.7 - RD, строб читання із зовнішньої пам'яті даних, вихідний сигнал, супроводжуючий введення даних через порт Р0 при використанні відповідних команд.

Альтернативна функція будь-якої з ліній порту Р3 реалізовується тільки в тому випадку, якщо у відповідному цій лінії фіксатора-клямки міститься «1». У іншому випадку на лінії порту 3 буде бути присутній «0».

Серед інших особливостей даної ОМЕВМ особливої уваги заслуговують наступні.

Паралельні порти введення/висновку.

Для зв'язку ОМЕВМ з об'єктами управління, для введення/висновку інформації використовуються 32 двонапрямний лінії. Ці лінії згруповані в 4 порти по 8 ліній в кожному. Кожна лінія може бути індивідуальна і незалежно запрограмована на вхід або вихід. При використанні лінії як вхід необхідно відповідний біт порту встановити в «1». При установці ОМЕВМ в початковий стан всі лінії портів включені в початковий стан. Звернення до портів введення/висновку здійснюється через регістри спеціальних функцій Р0 - Р3. Звертання проводиться з використанням команд, що оперують з байтами, бітом або з комбінацією біт.

У разі використання зовнішньої пам'яті програм або даних, порт 0 служить для введення молодшого байта адреси зовнішньої пам'яті, а через Р2 - для виведення старшого виведення зовнішньої, тому, коли ми використовуємо зовнішню пам'ять - ці порти зайняті. Дані у зовнішню пам'ять передаються через регістр Р0 (мал. 9).

Все виведення 3 може бути використане для реалізації альтернативних функцій. Альтернативні функції можуть бути задіяні шляхом запису «1» у відповідні розряди порту «Р3».

У склад ОМЕВМ входять 2 незалежних таймера/лічильника Т0 і Т1, призначеного для вимірювання тимчасових інтервалів, тривалості імпульсів регенерування переривань, що періодично повторюються. Кожному таймеру/лічильнику відповідає 16-розрядний таймерний регістр, що складається з двох байт (TH0, TL0; TH1, TL1)

Таймери/лічильник працюють в двох режимах (як таймер і лічильник).

При роботі як таймер, вміст таймерного регістра збільшується на одиницю в кожному машинному циклі.

Шляхом програмної установки таймерного регістра в початковий стан і аналізу прапора переповнення можуть бути реалізовані різні тимчасові затримки в діапазоні 0000-FFFF. Тимчасова затримка, що перевищує це значення (65535 мкс) може бути отримана накопиченням переповнень в робочому регістрі під управлінням програми.

При роботі в режимі лічильника подій таймерний регістр збільшується на 1 кожний раз, коли сигнал на вході Т0 порту 3 переходить з «1» в «0».

Стан зовнішнього входу Т0 або Т1 опитується кожну мікросекунду (машинний цикл). Для управління таймером/лічильником використовуються 2 регістри спеціальних функцій: TCON - регістр управління і TMOD - регістр режимів.

Переривання

МК51 має 5 апаратних джерел переривань. Переривання - сигнал, який поступає в ОМЕВМ від одного з 5 джерел переривань і викликає перехід з основної програми в підпрограму обробки переривань.

Поява сигналу - подія, несподівана для основної програми. Тому точно не відомо, в якому місці виконання програми це станеться. У ОМЕВМ використовується векторна система переривань. Це означає, що для кожного джерела переривань в ПЗУ передбачена адреса (вектор) початку підпрограми обробки переривань.

Кожне джерело переривань має свою адресу початку підпрограми обробки переривань. Адреси знаходяться в ПЗУ.

Отримавши запит переривання від одного з п'яти джерел, система обробки переривань виконує наступні дії:

1. Вміщує в стек вміст лічильника команд, щоб запам'ятати команду основної програми, на яку треба повернутися після обробки переривань.

2. Завантажує в лічильник команд адресу вектора, відповідної підпрограми обробки переривань і здійснює перехід за цією адресою. За адресою вектора повинна бути розташована команда безумовного переходу до початкової адреси підпрограми обробки переривань.

3. Підпрограма обслуговування переривання обов'язково завершується командою виходу з підпрограми, обслуговуючої переривання, по якій лічильник команд перезавантажується з стека адресою повернення в основну програму і здійснює апаратне скидання запитів переривань.

Послідовний порт введення/висновку

В склад ОМЕВМ входить послідовний порт, що являє собою асинхронний приймач-передавач. Він здійснює прийом і передачу інформації, представленої послідовним кодом, молодшими бітами уперед. Для цього в склад УАПП входять приймаючі і передаючі сдвиговие регістри, що перетворюють паралельний код в послідовний. Послідовний порт є дуплексним, тобто одночасно здійснює прийом і передачу. І дані, що приймаються, що Передаються зберігаються в регістрі спеціальних функцій SBUF - буферний регістр. Фізично регістр SBUF являє собою 2 роздільних регістра. Один - для даних, що передаються, другої - для тих, що приймаються. При прийомі забезпечується зберігання прийнятого байта до кінця прийому наступного байта. Байт, не прочитаний з SBUF за час прийому наступного байта, втрачається. Запис байта в буфер SBUF при передачі приводить до автоматичного перезапису байта в зсуваючий регістр передавача і ініціалізував передачу байта. Усього є 4 режими роботи послідовного порту:

- 00 - синхронний режим прийому/передачі 8-битних даних. Частота передачі - 1/12 частоти процесора. Швидкість фіксована.

- 01 - 8-битний режим передачі із змінною швидкістю. Швидкість передачі задається таймером Т1 (600 - 9600 біт/січений). Формат посилки: 1 старт + 8 біт інформації + 1 стоп.

- 10 - 9-битний режим передачі інформації з фіксованою швидкістю. Швидкість передачі - частота резонатора ділена на 64 або на 32. 9-й біт може використовуватися для контролю по парності.

- 11 - 9-битний режим передачі інформації із змінною швидкістю, величина якої задається таймером Т1.

Для сполучення з інтерфейсом RS232C, УАПП може працювати в режимах 10 і 11, коли швидкість визначається таймером Т1. Якщо пристрій розробляється на МК51, воно повинно мати вихід на послідовний інтерфейс з RS232C. При цьому перед розробником встають наступні проблеми:

1. Узгодження рівнів сигналів RS232C і МК51.

2. Підтримка стандартної швидкості передачі.

3. Підтримка стандартних форматів посилок.

4. Підтримка стандартних протоколів обміну - набір символів для того, щоб забезпечити нормальний прийом/передачу.

Задача перетворення послідовного коду вихідного сигналу частотомера в паралельний дещо ускладнюється тим, що необхідний опит 38 каналів. Дана обставина приводить до необхідності застосування додаткових мікросхем, що дозволяють вирішити цю задачу. Для цього використовувалися мікросхеми КР580ВВ55А.

Мікросхема КР580ВВ55А призначена для паралельної передачі інформації між мікропроцесором і периферійними пристроями і містить три 8-розрядних канали введення/висновку

А, В, Периферійні пристрої підключаються до каналів А, В, З, а зв'язок з мікропроцесором здійснюється за допомогою шини D через буфер даних. Структурна схема КР580ВВ55А подана на рис 10.

Малюнок 10 Структурна схема мікросхеми КР580ВВ55А

Кожний з каналів А, В, З складається з 8-розрядного регістра і двонапрямний формувачів, що має на виході стан «Вимкнено», Пристрій управління містить регістр керуючого слова (РУСЯВИЙ), в який заздалегідь проводиться запис інформації, що визначає режим роботи каналів, і формує сигнали вибору каналу і управління каналом режим 0 - просте введення/висновок; режим 1 - введення/висновок, що стробується; режим 2 - двонапрямний канал. Режим роботи каналів можна. змінювати як на початку, так і в процесі виконання програми, що дозволяє обслуговувати різні периферійні пристрої в певному порядку за допомогою однієї мікросхеми КР580ВВ55А. Канали А і В можуть працювати в різних режимах, а робота каналу З залежить від режимів роботи каналів А і В, Комбінуючи режими роботи каналів, можна забезпечити роботу мікросхеми майже з будь-яким периферійним пристроєм.

У режимі 0 здійснюється просте введення/висновок даних по трьох 8-розрядних каналах, причому канал З може використовуватися як два 4-розрядних канали. Кожний з каналів може використовуватися окремо для введення або виведення, В режимі 0 вхідна інформація не запам'ятовується, а вихідна зберігається у вихідних регістрах до запису нової інформації в канал або до запису нового режиму.

У режимі 1 передача даних здійснюється тільки через канали А і В, а лінії каналу З служать для прийому і видачі сигналів управління. Кожний з каналів А і В незалежно один від одного може використовуватися для введення або виведення 8-розрядних, причому вхідні і вихідні дані фіксуються в регістрах каналів,

В режимі 2 для каналу А забезпечується можливість обміну інформацією з периферійними пристроями по 8-розрядному двонапрямний каналу. Для організації обміну використовуються п'ять ліній каналу З, В режимі 2 вхідні і вихідні дані фіксуються у вхідному і вихідному регістрах відповідно. Призначення висновків КР580ВВ55А приведене в табл. 3

Номер висновку

Позначення

Призначення

9, 8

А0, А1

Адреса

27 - 34

D7 - D0

Шина даних

37 - 40, 1 - 4

РА7 - РА0

Канал А

5

RD

Читання

6

CS

Вибір мікросхеми

7

GND

Загальний

10 - 13, 17, 16, 15, 14

PC7-PCO

Канал З

18 - 25

PB0 - PB7

Канал В

26

U cc

+5В

35

RESET

Установка

36

WR

Запис

Таблиця 3 Призначення виведення КР580ВВ55А

Дані мікросхеми підключалися до микроЕВМ і дозволяли збільшити кількість портів введення/висновку до необхідної кількості.

Кінцева схема підключення подана на рис 9.

Малюнок 11 Схема підключення частотомера Ч3-53 до персональної ЕОМ

Розробка програмного забезпечення пристрою сполучення

В задачі програмного забезпечення, для пристрою сполучення входить:

1. Отримання від частотомера сигналу чергового виміру інформації з датчика;

2. По пришествії цього сигналу послідовно вважати інформацію про кожну цифру вихідного сигналу;

3. Відмітити час приходу сигналу (точніше, час, минулий з часу попереднього приходу сигналу);

4. Ініціалізувати порт послідовної передачі інформації;

5. Перетворити дані в послідовний код;

6. Переслати послідовний код на ЕОМ;

7. Отримати і обробити дані на ЕОМ, представивши їх в зручному для прочитання вигляді.

Перші шість задач вирішуються безпосередньо ОМЕВМ на рівні мови Асемблер, сьома задача вирішується за допомогою мови високого рівня на ЕОМ.

Перед тим, як використати пристрій сполучення за призначенням, необхідно провести ініціалізацію необхідних апаратних ресурсів:

- Джерела переривань INT0;

- Установка необхідного часу відліку Т0;

- Установка необхідної величини перерахунку Т1;

- Програмування альтернативних функцій порту введення/висновку Р3 ОМЕВМ;

- Установка необхідних режимів роботи таймерів Т0 і Т1 і послідовного порту введення/висновку.

Блок-схема програми пристрою сполучення подана на рис 12.

Малюнок 12 Блок-схема програми пристрою сполучення

Текст програми на мові Асемблер представлений нижче

за 0000 0200F7 LJMP 00F7

0003 020200 LJMP 0200

0006 00 NOP

0022 00 NOP

0023 020300 LJMP 0300

0026 00 NOP

00F6 00 NOP

00F7 D2B0 SETB RXD

00F9 D2B1 SETB TXD

00FB D2B2 SETB INT0

00FD D2B6 SETB WR

00FF D2B7 SETB RD

0100 758921 MOV TMOD, #21

0103 758B00 MOV TL1,#00

0106 758DF4 MOV TH1,#F4

0109 D28E SETB TR1

010B D2AF SETB EA

010D 758C3C MOV TH0,#3 З

0110 758AB0 MOV TL0,#B0

0113 7582000 MOV DPL, #00

0116 7A00 MOV R2,#00

0118 D28C SETB TR0

011A D2A8 SETB EX0

011C 108D02 JBC TF0,0121

011F 80FB SJMP 011C

0121 0A INC R2

0122 758C3C MOV TH0,#3 З

0125 758AB0 MOV TL0,#B0

0128 80F2 SJMP 011C

012A 00 NOP

01FF 00 NOP

0200 75F002 MOV В,#02

0203 EA MOV А, R2

0204 84 DIV AB

0205 F5F0 MOV В, А

0207 7A00 MOV R2,#00

0209 7805 MOV R0,#05

020B 7904 MOV R1,#04

020D C299 CLR TI

020F 85F099 MOV SBUF, В

0212 D2AC SETB ES

0214 32 RETI

0215 00 NOP

02FF 00 NOP

0300 C2AC CLR ES

0302 C299 CLR TI

0304 8983 MOV DPH, R1

0306 E0 MOVX А,@DPTR

0307 F599 MOV SBUF, А

0309 09 INC R1

030A B90701 CJNE R1,#07,030Е

030D 09 INC R1

030E D801 DJNZ R0,0311

0310 32 RETI

0311 D2AC SETB ES

0313 32 RETI

0314 00 NOP

Математичне моделювання

Задачею математичного моделювання є отримання теоретичної залежності вихідної величини датчика (зміна частоти поверхнево-акустичної хвилі) від вхідної величини (зміна концентрації необхідного газу) і отримання зміни вихідної величини в динаміці (залежність частоти від часу при стрибкоподібній зміні концентрації).

Зміна резонансної частоти, зумовлена наявністю покриття на поверхні поширення поверхнево-акустичної хвилі, описується наступним співвідношенням [2]:,

де - зсув резонансної частоти за рахунок зміни чутливим покриттям швидкості поверхнево-акустичної хвилі,

і характеристики п'єзоелектричного матеріалу,

- початкова резонансна частота,

h- товщина чутливого покриття,

- його густина.

Не важко помітити, що твір - являє собою масу покриття на одиницю площі.

де m - маса покриття;

s - площа покриття.

Таким чином, зміна частоти поверхнево-акустичної хвилі залежить насамперед від двох чинників - маси одиниці площі плівки і механічних властивостей п'єзоелектричної підкладки.

Швидкість зміни величини адсорбції згодом описується наступним рівнянням [21]:

де а - вміст речовини, що адсорбується - маса речовини, що адсорбується до одиниці об'єму адсорбенту;

by- коефіцієнт массоотдачи;

- концентрації речовини, що адсорбується в парогазовой суміші інертного газу (вхідний параметр).

- концентрація речовини, що адсорбується в парогазовой суміші, рівноважна поглиненій одиницею об'єму кількості речовини. Визначається по изотерме адсорбції.

Коефіцієнт массоотдачи визначається по наступному рівнянню[21]:

де Nu - дифузійний критерій Нуссельта;

d - середній розмір частинок адсорбенту;

D - коефіцієнт дифузії речовини в газі.

Значення дифузійного критерію Нуссельта для орієнтувальних розрахунків коефіцієнта массоотдачи визначається по критериальному рівнянню [20]:

де Re - критерій Рейнольдса.

Для визначення критерію Рейнольдса скористаємося наступною формулою [20]:

де w - швидкість потоку на вільному перетині;

- кінематичний коефіцієнт в'язкості.

Кінематичний коефіцієнт в'язкості можна визначити, користуючись наступним співвідношенням [20]:

де - динамічний коефіцієнт в'язкості газу;

- густина газу.

Для визначення - концентрації речовини, що адсорбується в парогазовой суміші, рівноважній поглиненій одиницею об'єму кількості речовини скористаємося изотермой адсорбції. У зв'язку з відсутністю необхідних табличних даних, що описують як чутливе полімерне покриття, а як наслідок, і відсутність якого небудь конкретного визначуваного компонента, дана математична модель ставить собі метою отримання якісних характеристик що описується ПАВ сенсора. Таким чином, за шукану изотерму адсорбції приймаємо изотерму адсорбції бензолу [20]. Графік даної изотерми приведений нижче.

Як визначуваний компонент повітряної суміші прийнятий аміак.

Залежність концентрації від парциального тиску компонента виражається наступною формулою [20];

де р - парциальное тиск компонента в газовій суміші;

R - універсальна газова постійна;

Т - абсолютна температура.

Підставляючи числові значення всіх вищеперелічених змінних в рівняння швидкості адсорбції, а величину адсорбції в рівняння зміни частоти поверхнево-акустичної хвилі і додавши до цього початкові і граничні умови отримуємо шукану залежність величини адсорбції від часу і зміну частоти від часу.

Як видно з приведених нижче графіків, час реакції сенсора на стрибкоподібну зміну концентрації визначуваного компонента складає порядку 10-5сек.

Таким чином, в майбутніх дослідженнях інерційністю процесів, що відбуваються в самому датчику можна нехтувати. А основний час процесу буде складатися з часу визначення частоти поверхнево-акустичної хвилі, часу підведення газу необхідної концентрації і пр. Таким чином, отримуємо ще одне підтвердження необхідності подальшого підвищення автоматизації вимірювальної установки.

Для математичного отримання градуировочной характеристики ПАВ датчика скористаємося рівнянням [20]:

І підставивши отриманим тим самим значення величини адсорбції в рівняння залежності зміни частоти поверхнево-акустичної хвилі, отримаємо градуировочний графік.

Як видно з цього графіка, залежність зміни частоти поверхнево-акустичної хвилі від концентрації - величина лінійна. Таким чином отримуємо ще одне підтвердження перспективності використання поверхнево-акустичних датчиків як газові сенсоров низькі концентрації.

Експериментальні результати

Для оцінки точності свідчень ПАВ сенсора виникає необхідність оцінити вплив різних параметрів на частоту. У ході роботи був проведений ряд експериментів по виявленню такого впливу.

У ході роботи була проведена серія експериментів по визначенню стабільності частоти ПАВ перетворювачів. Для цього вони закріплялися в експериментальний осередок, конструкція якої описана у вище. Методика проведення експериментів полягала в наступному. Вимірювання частоти проводилися безперервно протягом двох з половиною годин.

Протягом часу вимірювань, дані про зміну частоти фіксувалися кожні п'ять хвилин. Характерний хід залежності частоти поверхнево-акустичної хвилі від часу представлений на мал. 17. Як видно з даної залежності, частота ПАВ перетворювача спочатку має тенденцію збільшуватися. Збільшення частоти поверхнево-акустичної хвилі за перші 20-30 хвилин спостережень склало порядку 2 - 2.5 кГц. Після цього часу частота коливається в набагато більш низьких межах. Зміни частоти в цей час відбуваються в межах декількох десятків герц. Невелике зростання частоти пояснюється нагрівом кристала кварцу що нагрівається в процесі експерименту ВЧ підсилювачем Ч3-63. Різні значення сталих частот поверхнево-акустичної хвилі пояснюються різною температурою в приміщенні.

Таким чином, було з'ясовано, що для проведення дослідження необхідно заздалегідь провести прогін вимірювальної системи протягом 20-30 хвилин. Також було з'ясовано, що із збільшенням температури частота також має тенденцію збільшуватися.

Також в ході роботи була проведена серія експериментів, метою яких було з'ясування впливу тиску на частоту ПАВ сенсора. Методика експерименту полягала в наступному. Після попередньої прогонки осередку на неодруженому ходу, як було вказано вище, її ступінчасто відкачували на вакуум. Величина вакууму в осередку фіксувалася за допомогою вакуумметра. Після чого свідчення частоти фіксувалися кожні 10 секунд. Після 120 секунд після закінченні перехідних процесів значення частоти встановлювалися на певному рівні і далі не мінялися. Після чого осередок знов відкачували до нового значення вакууму.

Графік откачки осередку на вакуум і залежність частоти ПАВ сенсора від часу перехідних процесів показані на мал. 18

Малюнок 18

Откачка газового осередку на вакуум. Зміна частоти ПАВ сенсора згодом

Температура - 17 0 З

Атмосферний тиск - 749 мм. рт. ст.

Так само в роботі представлений графік залежності частоти ПАВ сенсора від тиску в газовому осередку. Даний графік побудований на основі попереднього. По осі абсцис відкладався тиск в осередку в мм. рт. ст., по осі ординат - частота ПАВ сенсора після закінчення перехідних процесів. Даний графік представлений на мал. 19

Дана залежність були отримані при температурі навколишнього середовища - 170С і атмосферному тиску 749 мм. рт. ст.

Як видно з приведених графіків, частота ПАВ сенсора практично лінійно змінюється з тиском в діапазоні 100 - 500 мм. рт. ст., в той час, як характер залежності істотно міняється по мірі виходу за вказаний діапазон.

Потрібно відмітити, що проведення експериментів зв'язане з досить високою трудомісткістю, що ще раз вказує на необхідність модернізації експериментальної установки шляхом сполучення її з ЕОМ.

Економічна частина

Задача даної роботи полягає в розробці і дослідженні поверхнево-акустичного датчика. Економічний аспект даного дослідження полягає в тому, що:

1. Сучасні методи контролю концентрації шкідливих речовин в атмосфері не дозволяють визначити концентрацію з достатньою точністю, а лабораторні дослідження представляються малоефективним насамперед через свою дорожнечу.

2. Закупівля подібного роду обладнання також представляється неможливим через дорожнечу обладнання, що закупається і митні збори.

3. У той час, як за рубежем дослідження перспективних напрямів в області виявлення і визначення малих концентрацій токсичних речовин виходить на все більш ведуче місце [20], вітчизняні розробки відрізняються разобщенностью і неповнотою.

Внаслідок приведених вище причин економічний аспект даного дослідження представляється очевидним, а впровадження самого сенсора у виробництво економічно вигідним і перспективним.

Техніка безпеки

Оскільки даний сенсор розробляється для аналізу складу атмосферного повітря на предмет наявності в ньому шкідливих газових домішок, то при розробці сенсора доводиться мати справу з газовими сумішами, вмісними дані компоненти.

Серед даних компонентів можна виділити окисел вуглеводу, оксиди азоту, оксиди сірі, різного роду углеводороди і пр.[22]

Оскільки дані компоненти є токсичними [22], то при роботі з цими компонентами необхідно дотримувати наступні положення техніки безпеки:

1. Всі роботи з газами проводити під витяжною шафою.

2. Не допускати перевищення концентрації даних компонентів в лабораторії понад гранично-допустимих норм.

3. Регулярно проводити провітрювання приміщень.

При виконанні вищеперелічених правил, ваша робота в лабораторії не буде потьмарена нещасними випадками.

Висновки

За час виконання магістерської роботи було виконане наступне:

Пророблений необхідний об'єм теоретичного матеріалу для конкретизації задач дисертації.

Доведена необхідність підвищення автоматизації експериментальної установки для більш ефективної дослідницької роботи і підвищення точності результатів, що отримуються.

Розроблена схема сполучення установки з персональною ЕОМ і розроблена схема пристрою сполучення.

Розроблений алгоритм і налагоджена програма, обслуговуюча даний пристрій сполучення.

Розроблений алгоритм і написана програма, що дозволяє обробляти поступаючу з експериментальної установки інформацію.

Список використаних джерел

1. Беспалов А. Е., Соборовер Е. И., Швандеров А. Ф. «Дослідження сенсорних властивостей чутливого елемента на поверхнево-акустичних хвилях» // Вісник Ніжегородського державного університету ім. Н. І. Лобачевського. Сірок. «Фізика твердого тіла» 1999 р.

2. Соборовер Е. И., Швандеров А. Ф. «Можливості сенсора на ПАВ в контролі параметрів газових серед» // В. Сб.: Матеріали XII науково-технічної конференції з участю зарубіжних фахівців / під ред. проф. Азарова В. Н. М.: МГИЕМ 1999р.

3. Wohltjen Н., "Dessy R. Surface acoustic wave probe for chemical analysis." // Anal. Chem. 1979 V. 51 #9 P. 1458-1464.

4. Snow А., "Wohltjen H. Poly(ethylene maleate)-cyclopentadiene: а model reactive polymer-vapour system for evaluation of а SAW microsensor." // Anal. Chem., 1984, V. 56, #8, P. 1411-1416.

5. Benes Е., Groschl M., Seifert F., "Pohl A. Comparison between BAW and SAW sensors." // 1997 IEEE International Frequency Control Symposium.

6. Rapp M., Stier S., "Ache H. Classification of odours and spoiling detection of food with analytical microsystem based on SAW devices" // Pittcon'96, Chicago, March 3-8 1996: Book abstr-Chicago (¦¦¦), 1996, P. 947.

7. Hayt A. E., Ricco A. J., Iang H.L., "Crooks R. H. Speciation of linear and branched hydrocarbons by fluorinated polyamin film-based SAW sensor" // JACS, 1995, V. 117, #33, P. 8672-3

8. Mitsud J., "Mog L. Procedes et apparells de detection des substances odorantes et applications" // ALPHA M.O.S. # 9311291, 17.09.93. on 24.03.95.

9. "Florian Bender and Reiner Dahint Characteristics of Acoustic plate modes on rotated Y-cuts of quartz utilized for biosensing applications" // Anal. Chem., 1999, 71, 5064-5068.

10. Joshua J. Caron, Thomas D. Kenny, L. Jay LeGore, Derek G. Libby, Carl J. Freeman and John F. Vetelino "А surface acoustic wave nitric oxide sensor" 1997 IEEE International frequency control symposium.

11. Joshua J. Caron, Reichl B. Haskell, Derek G. Libby, Carl J. Freeman and John F. Vetelino "А surface acoustic wave mercury vapor sensor" 1997 IEEE International frequency control symposium.

12. R. Andrew McGuill, Douglas B. Chrisey, Todd E. Mlsha, Jennifer L. Stepnowski, Russel Chung & Nector Cobal. "Performance optimization of surface acoustic wave chemical sensors" 1997 IEEE International frequency control symposium.

13. H. Wohltjen, N. L. Jarvis, A. Snow, W. Barger, J. Guiliani, D. Dominiques. "Chemical microsensors for vapour detection".

14. Zvi Liron, Nathali Kanshanski, Gad Frishman, Doron Caplan, and Jeremy Greenblatt. "The polimer-coated SAW sensor as а gravimetric sensor". Anal. Chem. 1997, 69, 2848-2854

15. Wohltjen N., Davis N., Busey В., Klusty M., Soling R., McKeee // Pittsburgh Conf. Anal. Chem. Chem and Appl. Specrtosc. Orlando, Flaa, March 7 - 12, 199 PITTCON'99: Book Abstr - [Orlando (Fla)]. 1990 - C722.

16. Р. Джордейн «Довідник програміста персональних комп'ютерів типу IBM PC, XT і AT». Переклад з англійського. Москва. «Фінанси і статистика» 1992 р.

17. Бочков С. О., Субботін Д. М. «Мова програмування СІ для персонального комп'ютера». Під загальною редакцією канд. техн. Наук, доцента П. І. Садчикова. Москва СП «Діалог» «Радіо і зв'язок». 1990 р.

18. П. Нортон, Р. Уїлтон «IBM PC і PS/2 керівництво по програмуванню». Переклад з англійського. Москва «Радіо і зв'язок» 1994 р.

19. П. Абель «Мова асемблера для IBM PC і програмування». Переклад з англійського. Москва. Вища школа. 1992 р.

20. А. А. Шульга, Б. К. Зуєв, В. В. Лонцов «Цеолітосодержащиє чутливі покриття для газових хімічних сенсоров на поверхнево акустичних хвилях» 1999 р.

21. Павле К. Ф., Романков Н. Г., Шкарпеток А. А. «Приклади і задачі по курсу процесів і апаратів хімічної технології. Учбова допомога для вузів» Л.: Хімія, 1987.

22. Д. П. Нікитін, Ю. В. Новіков «Навколишнє середовище» Москва. «Вища школа» 1980 р.