一种基于串行通讯和数显尺的分布式测量系统

产品的尺寸检测是企业中一项非常重要的任务,因此,研究和优化尺寸测量方法是极为重要的工作.目前的一种发展趋势是利用微机接口和数显尺组建成分布式测量系统[1],它不仅能够实现数据的实时测量和统计,同时也提高了劳动者的工作效率.

1　分布式测量的微机接口选择

　　微机通讯主要是利用微机的外围接口与其他计算机和设备的相应接口连接后[2],用软件编程实现.对于PC机和数显尺通讯,主要考虑通讯的距离、速度和系统的价格因素.

　　微机的并口具有多条数据线,一次可以传送多位数据,PC机并口的连接距离限制在10~15英尺(相当于3.05~4.57 m).

　　USB(通用串行总线)在PC之间及不同外设之间的连接方面是高速的、智能的.一般USB的连接距离限制在16英尺(约4.88 m)以内,USB将会作为Modem和其他标准外设的接口而取代RS-232C口和Centronics打印口.

　Ethernet(以太网)是许多PC网络中经常使用的网络接口.它的速度快,功能强,但是应用起来比较复杂,而且价格昂贵.

　　微机的串口有两种常用的接口协议,RS-232C和RS-485.在RS-232C中任何一条信号线的电压均为负逻辑关系.即:逻辑‘1’,-5~-15 V;逻辑‘0’, +5~+15 V .噪声容限为2 V.即要求接收器能识别低至+3 V的信号作为逻辑‘0’,高到-3 V的信号作为逻辑‘1’.由RS-232C标准规定在码元畸变小于4%的情况下,传输电缆长度应为50英尺(相当于15.24 m).RS-485的电气特性:逻辑‘1’以两线间的电压差为+(2~6) V表示;逻辑“0”以两线间的电压差为-(2~6) V表示.接口信号电平比RS-232C降低了,就不易损坏接口电路的芯片,且该电平与TTL电平兼容,方便与TTL电路连接,最大传输距离标准值为4 000英尺(约1219 m).

　　大多数的计算机系统都带有标准的RS-232C串行接口,同时一般的数控机床也提供RS-232C的串行通信接口与其他设备进行通信.通过它们可以实现计算机与数控机床的短距离数据通信,因为RS-232C的硬件和编程要求比较简单,价格便宜,虽然目前出现了许多其他接口,但仍得到广泛应用,只是应用场合受到了一定限制.

RS-485之所以能够进行远距离传输,是因为它使用的是平衡电路.平衡线路的信噪比非常高,由于平衡电路每个信号都有专用的导线对,其中一根导线上的电压等于另一根导线上的电压取反,或者互补.而大多数噪声电压为共模信号,同时在两条导线上出现,差动输出可以使两条导线上的噪声互相抵消.表1是RS-232C与RS-485的性能比较[3].

　　综合考虑通讯速度、距离和价格因素,计算机的并口和USB接口适于近距离的数据传输与控制;串口中RS-232C适于近距离数据采集;而RS-485技术是较远距离数据采集中较好的方案,适于工业现场的多点数据采集.