Функции микропроцессорной системы. Микропроцессорная система может выполнять сервисные и вычислительные функции, а также самодиагностику прибора в целом.
К сервисным функциям относят выбор диапазона измерений, определение полярности входного напряжения, коммутацию входных цепей. В осциллографах автоматически выбирается длительность развертки, осуществляется ее синхронизация, выбор масштаба по оси ординат. К сервисным функциям можно отнести и некоторые операции по коррекции погрешностей: калибровку прибора, коррекцию смешения нулевого уровня в УПТ. Автоматическое выполнение сервисных функций делает прибор более удобным и избавляет оператора от некоторых рутинных операций по настройке прибора.
Вычислительные функции заключаются в статистической обработке результатов измерений: определении среднего значения и СКО. Существует возможность получения математических функций измеряемой величины: ее умножение и деление на константу, вычитание констант, что удобно при введении поправок, представлении измеряемой величины в логарифмическом масштабе. Заметим, что часть сервисных функций можно реализовать и без микропроцессора на жесткой логике, вычислительные же функции могут быть выполнены только с помощью микропроцессоров.
В некоторых микропроцессорных приборах осуществляется самодиагностика, что повышает их метрологическую надежность.
Условия применения и ограничения использования микропроцессоров. Микропроцессорные приборы позволяют решать программным методом часть задач, решаемых в обычных приборах аппаратными средствами. Например, для измерений амплитудного, средневыпрямленного и среднего квадратического значений напряжения аппаратными методами необходимы соответствующие преобразователи. Эту же задачу можно решить микропроцессорным прибором, преобразовав сначала аналоговый входной сигнал в цифровой с помощью АЦП, а затем по соответствующим программам вычислив требуемые параметры измеряемого сигнала. Возможности прибора можно расширить, нарастив программное обеспечение, например, введя программы для статистической обработки и спектрального анализа. При этом аппаратная часть, содержащая АЦП, не усложняется, а меняется только программное обеспечение.
Поэтому микропроцессорные приборы легче сделать многофункциональными, что позволит сократить парк средств измерений, необходимых для научных и производственных целей.
Однако использование микропроцессоров имеет и негативные стороны, в первую очередь сложность аппаратуры и довольно высокая стоимость ее. В перспективе, учитывая быстрое снижение цен на элементы микропроцессорных систем, можно ожидать значительного удешевления микропроцессорных приборов.
В некоторых случаях быстродействия АЦП и микропроцессора оказываются недостаточными для проведения измерений или расчетов в реальном масштабе времени. При этом иногда оказывается целесообразным применить масштабно-временное преобразование исследуемого сигнала, сделав его более медленным. Методика такого преобразования на основе стробоскопического эффекта анализируется в гл. 7. Повышение быстродействия и разрядности выпускаемых промышленностью микропроцессоров расширяет возможности микропроцессорных приборов.
При разработке микропроцессорных приборов наиболее трудоемким оказывается программное обеспечение, стоимость которого может значительно превышать стоимость аппаратных средств.