Структура и характеристики. измерительного канала

Структура и характеристики

измерительного канала

Измерение параметров объектов и процессов является одной из основных функций управления и обработки данных в системах испытаний.

Измерение - это процесс, направленный на получение информации в виде количественных характеристик измеряемых величин (параметров объекта и технических средств испытаний).

Он включает отдельные подпроцессы (этапы) получения, сбора информации от объекта, ее преобразования, определения количественных характеристик, обработки, отображения, регистрации, хранения и выдачи потребителям (операторам) в виде, удобном для принятая решений или дальнейшей обработки.

Автоматизированная система измерений (АСИ) — это совокупность аппаратных, программных средств и операторов, предназначенных для реализации процесса измерений. АСИ может быть самостоятельной системой или входить в состав более сложных систем управления, контроля или сбора и обработки экспериментальных данных.

Состав функций АСИ зависит от требований, предъявляемых к ней, и принятого порядка распределения функций между подсистемами более сложных систем. Так, например, функции сбора, обработки, передачи информации могут выполнять самостоятельные технические системы, образующие совместно с системой измерения целевую систему управления и контроля или сбора и обработки экспериментальных данных.

Основным моментом измерения является сравнение неизвестной величины с физически однородной ей величиной известного значения (мерой, эталоном). В зависимости от характера сопоставления можно выделить два типа измерений — абсолютное и допусковое. Допусковое измерение связано с установлением факта нахождения этой величины в заданных пределах, допусках. Результат измерения в этом случае имеет двоичную меру типа «да, нет», «в норме, не в норме», «больше, меньше».

Допусковое измерение может быть осуществлено на любом из этапов абсолютного измерения, включая этап обработки результатов.

Совокупность технических средств, обеспечивающих выполнение полного цикла измерений параметров одного источника первичной информации, называется первичным (индивидуальным) каналом измерения. Совокупность индивидуальных каналов, содержащих в качестве

своего рабочего элемента одно общее для них устройство (например, измеритель), образует групповой измерительный канал.

Как правило он содержит однородные по измеряемым величинам, типам сигналов или метрологическим характеристикам индивидуальные ка-

каналы. Объединение измерительных трактов образует информационную систему.

Уровень объединения (аналоговый канал, измерительный преобразователь, канал передачи данных, устройство обработки и т.п.) зависит от технических возможностей элементов каналов, характера и номенклатуры носителей информации и взаимного расположения объекта элементов первичных каналов.

Необходимость объединения индивидуальных каналов диктуется требованиями надежности, экономичности и другими техническими и эксплуатационными требованиями. А возможность объединения обеспечивается совокупностью рабочих свойств элементов первичных и групповых каналов, которые, сохраняя индивидуальное содержание носителя первичной информации относительно измеряемой величины, осуществляют изменение формы его представления. Это изменение происходит таким образом, что на каждом из уровней объединения образуются идентичные, унифицированные формы носителей информации, неразличимые по своему

содержанию для данного элемента группирования. И чем выше по иерархии системы измерения расположен такой элемент, тем более универсальными являются его измерительные функции.

В современных АСИ на вход, как правило, поступают вторичные аналоговые электрические сигналы о параметрах объекта, формируемые первичными преобразователями (датчиками), установленными на объекте испытаний, либо устройствами сопряжения с объектом или специальной системой сбора первичной информации.

Состав технических средств АСИ определяется рабочей структурой измерительного тракта.

В зависимости от удаления от объекта, вида и характеристик сигналов, возможностей элементов каналов существует множество вариантов построения АСИ. На рис. 4 представлены некоторые из них.

Они содержат первичные преобразователи (ПП), измерительные преобразователи (ИП), коммутаторы аналоговых (К) и мультиплексоры (М) цифровых каналов, аналоговые каналы систем связи (КСС) и дискретные каналы систем передачи данных (КПД), аналого-цифровые (АЦП) и цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП), устройства управления (УУ), устройства обработки информации (микропроцессоры или ЭВМ), ее регистрации (УРИ) и отображения (УОИ).

Первичный преобразователь (датчик) обеспечивает преобразование физических величин (температуры, давления, ЭДС и других параметров объекта испытаний или испытательной среды) во вторичные, обычно электрические, сигналы, те или иные параметры которых являются носителями информации. Основная цель ПП — формирование носителей информации, пригодных для использования в АСИ.

Измерительные преобразователи представляют широкий класс приборов, обеспечивающих согласование выходных сигналов ПП и измерителя.

Измерительные коммутаторы аналоговых и дискретных (мультиплексоры) каналов обеспечивают объединение (группирование) первичных измерительных каналов в измерительные тракты и системы.

Рис. 4. Схемы измерительного канала:

а - сосредоточенного; б — с передачей дискретной информации;

в - с передачей аналоговой информации; г - с мультиплексором

⇐ Предыдущая 12