Новини освіти і науки:

G+

Тлумачний словник
Авто
Автоматизація
Архітектура
Астрономія
Аудит
Біологія
Будівництво
Бухгалтерія
Винахідництво
Виробництво
Військова справа
Генетика
Географія
Геологія
Господарство
Держава
Дім
Екологія
Економетрика
Економіка
Електроніка
Журналістика та ЗМІ
Зв'язок
Іноземні мови
Інформатика
Історія
Комп'ютери
Креслення
Кулінарія
Культура
Лексикологія
Література
Логіка
Маркетинг
Математика
Машинобудування
Медицина
Менеджмент
Метали і Зварювання
Механіка
Мистецтво
Музика
Населення
Освіта
Охорона безпеки життя
Охорона Праці
Педагогіка
Політика
Право
Програмування
Промисловість
Психологія
Радіо
Регилия
Соціологія
Спорт
Стандартизація
Технології
Торгівля
Туризм
Фізика
Фізіологія
Філософія
Фінанси
Хімія
Юриспунденкция

Призначення, принципи побудови та основні елементи сучасних ІВС

До недавнього часу перед вимірювальною технікою ставилась задача отримання в процесі вимірювань значення однієї або декількох однорідних фізичних величин, які залишилися незмінними під час вимірювання.

Для цього використовувались автоматичні або неавтоматичні (аналогові, цифрові) вимірювальні прилади.

У зв'язку з автоматизацією виробництва, ускладненням наукових досліджень та різким ускладненням об'єктів технічного контролю й діагностики, виникла необхідність розробити клас вимірювальної техніки, який дозволяє:

• одночасно отримати інформацію про велику кількість однорідних або різнорідних фізичних величин, що характеризують стан об'єкту або процесу, використовуючи при цьому прямі чи побічні методи;

• скоротити участь оператора в процесі вимірювання (з-за шкідливих умов праці або великих трудовитрат);

• проводити попередню обробку інформації та видачу її в зручному для оператора вигляді.

Інформаційно-вимірювальна система – сукупність функціонально-об'єднаних вимірювальних, обчислювальних та інших допоміжних технічних засобів для отримання вимірювальної інформації, її перетворення і обробки з метою подачі споживачу (вт.ч. АСУ) в потрібному вигляді, або для виконання функцій контролю, діагностики, ідентифікації.

Структура інформаційно-вимірювальної системиприведена на схемі (рис 2.1)

1. Сукупність датчиків електричних та неелектричних величин (первинні перетворювачі).

2. Аналогова частина:

• аналогові перетворювачі;

• нормируючі перетворювачі;

• комутатор аналогових сигналів;

• аналогові канали зв'язку;

• аналогові обчислювальні пристрої;

• аналогові пристрої пам'яті;

• пристрої порівняння аналогових сигналів;

• аналогові перетворювачі та регіструючі вимірювальні прилади;

3. Аналогово-цифрова частина:

•АЦП;

• аналогові пристрої допустимого контролю.

4. Цифрова частина:

- формувальники імпульсів;

- перетворювачі кодів;

- комутатори;

- спеціалізовані цифрові обчислювальні пристрої;

- електронна пам'ять;

- пристрої порівняння кодів;

- канали цифрового зв'язку;

- універсальні програмуємі обчислювальніпристрої;

5. Цифрові пристрої виводу відображення та реєстрації:

- формування кодоімпульсних сигналів;

- друкуючи пристрої;

- пристрої запису й зчитування інформації з перфоленти;

- накопичувачі на магнітних стрічках та дисках;

- дисплеї;

- сигналізатори;

- цифрові індикатори.

6. Цифро-аналогові перетворювачі.

7. Стандартні інтерфейси:

- система шин;

- інтерфейсні вузли.

8. Пристрій управління (призначений для приймання інформації від функціональних блоків та формування командної інформації для виконавчих пристроїв).

9. Виконавчі пристрої:

- електричні;

- механічні;

- теплові:

- оптичні;

- гідравлічні;

- акустичні.

Реальні ІВС представляють собою сукупність пов'язаних між собою функціональних блоків.

Функціональні блоки – це частини системи, які виконують інформаційні та керуючі функції і потребують організації сумісної, злагодженої роботи. Функціональний блок виконує свої функції в закінченому вигляді і для організації взаємодії його з другими функціональними блоками не треба знань про його внутрішню структуру та інше.

Способи утворення інформаційно-вимірювальних систем:

• шляхом застосування любих (стандартних та нестандартних), в т. ч. і потребуючих злагодженості технічних засобів, прийнятих для вирішення конкретних задач; .

• шляхом інтеграції вимірювальних та обчислювальних засобів, володіючих необхідними рівнями сумісності для використання в якості модулів (функціональних блоків) ІВС конкретного призначення;

• на базі ПЕОМ (персональних електронних обчислювальних машин), які є ядром ІВС та беруть на себе функції управління, перетворення і обробки інформації.

2. Класифікація інформаційно-вимірювальних систем.(рис. 2.2)

За призначенням:

- безпосередньо вимірювальні системи (ВС);

- системи автоматизованого контролю та технічної діагностики (САКТД);

- системи розпізнавання образів (РО);

- технічні вимірювальні системи (ТВС).

Головна та найбільш істотна різниця між видами ТВС визначається цілями виконуємих ними процесів отримання інформації. Ця різниця виявляється в алгоритмах роботи ІВС.

Вимірювальні системи – призначені для виконання прямих, побічних та сумісних вимірювань і мають високі метрологічні характеристики, які використовуються при досліджених об'єктів і процесів різного роду.

Ціль функціонування ВС - отримання інформації в кількісній формі.

Системи автоматизованого контролю – інформаційно-вимірювальні системи, в яких відбувається порівняння дійсних значень параметрів, що характеризують контролює-мий процес або об'єкт зі значеннями параметрів, що прийняті за нормальні чи допустимі.

Інформація, що видасться системою АК носить якісний характер та відповідає на запитання: "Знаходиться об'єкт в заданому режимі або вийшов з нього?".

Системи автоматизованого контролю бувають:

- встроєні;

- зовнішні;

- спеціалізовані;

- універсальні.

Системи технічної діагностики – ІВС, які на підставі результатів вимірювань видають узагальнене заключення про стан об'єкту, або характер (місце) несправності.

Системи розпізнавання образів – ІВС, які на підставі вимірювальної інформації встановлюють відповідність між розпізнаваємим об'єктом і технічним образом, виходячи з кількісно виражених признаків.

Технічна вимірювальна система – така ІВС, в якої величина каналів зв'язку грає визначну роль при виборі структури апаратного та програмного забезпечення системи.

3. Метрологічне забезпечення інформаційно-вимірювальних систем.

За своєю організацією та умовами експлуатації ІВС кардинальним образом відрізняються від традиційних засобів вимірювальної техніки.

Розглянемо специфічні властивості ІВС, які впливають на характер метрологічного забезпечення

1. агрегатний принцип побудови ІВС (складається з засобів вимірювання і вимірюючих пристроїв, які самі по собі є об'єктом метрологічного забезпечення);

2. просторова розподільність компонентів ІВС та наявність зв'язків між ними, які обумовлюють суттєву різницю впливу кліматичних, механічних та інших факторів на ІВС і змінюючи її метрологічні характеристики;

3. багатофункціональність за видами виконуємих функцій та видами вимірюємих фізичних величин.

4. багатофункціональність системи, яка приводить до необхідності обліку взаємного виливу каналів;

5. наявність великого числа видів вхідних та вихідних сигналів, обумовлена необхідністю одночасного вимірювання різнорідних величин приводить до:

- суттєвих розрізнень в діапазонах та точності вимірювань цих характеристик;

- необхідності різної градуїровки каналів, призначених для роботи з вхідними сигналами одного виду різних меж вимірювань;

6. використання аналогової та дискретної форм подання інформації, що ускладнює нормування та розраховування метрологічних характеристик системи;

7. автоматична (програмна) зміна структури ІВС (виникає необхідність визначення метрологічних характеристик не тільки за каналами але і для всієї структури ІВС);

8. наявність великої кількості різних датчиків ( первинних перетворювачів), які самі по собі входять до складу досліджуємих зразків і не можуть бути демонтованими для проведення метрологічних робіт.

Таким чином, метрологічне забезпечення ІВС (МЗ ІВС) – не комплекс мір, які направлені на досягнення потребуємої точності вимірювань при використанні цих систем з високою ефективністю.

Розрізнюють МЗ ІВС на етапах:

- розробки;

- виробництва;

- експлуатації.

В період експлуатації проводяться слідуючи заходи з забезпечення потребуємої точності вимірювань:

- метрологічна атестація систем у випадку, якщо умови їх роботи відрізняється від тих, при яких нормувалися метрологічні характеристики ІВС;

- метрологічна атестація системи після капітального ремонту;

- періодична повірка, нагляд та контроль за використанням ІВС.

Атестація – дослідження інформаційно-вимірювальних систем з метою визначення її метрологічних характеристик і встановлення придатності інформаційно-вимірювальних систем до експлуатації.

Повірка – метрологічний контроль характеристик інформаційно-вимірювальних систем.

З одною боку інформаційно-вимірювальні системи – це сукупність функціональних блоків, окремих пристроїв, метрологічні характеристики яких визначається так само, як і окремих засобів вимірювальної техніки.

З другого боку, в будь-якій інформаційно-вимірювальній системі виділяють вимірювальні канали, тобто сукупність (послідовність) засобів вимірювальної техніки, призначені для утворення інформації про одну фізичну величину.

Нормуванню інформаційно-вимірювальні системи підлягають саме метрологічніхарактеристикиканалів.

Є декілька варіантів регламентації та визначення метрологічних характеристик каналів інформаційно-вимірювальних систем:

І ВАРІАНТ використовується коли інформаційно-вимірювальна система:

q випускається підприємством – виробником;

q має постійний склад функціональних блоків;

q функціональні блоки не суттєво рознесені у просторі;

q легкість проведення контролю;

q має послідовну або паралельнуз невеликою кількістюпаралельних каналів структуру.

а) метрологічні характеристики нормуються;

б) метрологічний контроль здійснюється шляхом перевірки відповідності метрологічних каналів нормованим значенням.

II ВАРІАНТ використовується, коли інформаційно-вимірювальна система:

q комплектується при монтажі на місці експлуатації;

q функціональні блоки істотно рознесені в просторі;

q велика кількість суміжних компонентів;

q трудність доступу до ІВС з метою контролю;

q змінна структура та велика кількість паралельних каналів.

а) метрологічні характеристики визначаються шляхом розрахунків:

- нормуються метрологічні характеристики окремих компонентів ІВС

- перевіряються в відповідності метрологічних характеристик компонентів нормативним значенням;

- метрологічні характеристики каналів визначаються шляхом розрахунків;

б) метрологічні характеристики визначаються експериментальними методами.

Для складних систем, в яких вплив взаємодій компонентів на метрологічної характеристики системи важко оцінити, метрологічні характеристики каналів також визначається експериментально.

Склад метрологічних характеристик кожного типу ІВС встановлюють окремо:

I. Нормуємо метрологічні характеристики основної похибки:

а) математичне очікування;

дисперсія;

середньоквадратичне відхилення очікуваної системи і її середньо-граничне значення.

б) випадкові складові;

в) граничне значення випадкової складової похибки від тертя та гістерезису;

характеристик

д) динамічні характеристики;

е) тривалість перехідних процесів в системі, а також сумарний час виконання вимірювальних, обчислювальних та логічних процедур.

II. Метрологічні характеристики вимірювальних каналів що визначається експериментально для кожної системи:

а) індивідуальні функції перетворення і поправки до показуючих і реєструючих пристроїв вимірювального каналу;

б) границі інтервалу виключеної систематичної похибки та довірча імовірність;

в) середньоквадратичне відхилення;

г) індивідуальні динамічні характеристики каналів;

д) чутливість до впливаючих дій зв'язку між каналами та об'єктом вимірювання.

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
ЗМІСТ ЛЕКЦІЇ ТА МЕТОДИКА ЇЇ ВИКЛАДЕННЯ	\|	Повірка інформаційно-вимірювальних систем

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.006 сек.