Случайные стр.309-354 (1066257), страница 6

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Достоинства рассмотренного виртуального цифрового запоми­нающего осциллографа:

• высокая точность измерений параметров сигналов или цепей;

• яркий, четко сфокусированный экран на любой скорости раз­
  вертки и резко очерченные контуры изображения;

• широкая полоса пропускания;

• возможность запоминания эпюры сигнала на произвольное время;

• автоматическое измерение параметров сигналов;

• возможность статистической обработки результатов измерения;

• наличие средств самокалибровки и самодиагностики;

• наличие принтера и плоттера для создания отчета о результа­тах измерений, а также упрощенная архивация результатов изме­рений;

• возможность сравнения текущих данных с образцовыми или
  предварительно записанными;

• возможность исследования переходных процессов, проте­кающих в электрических цепях.

Таким образом, широкие вычислительные возможности вир­туальных приборов позволяют реализовать программными мето­дами многие способы повышения точности измерений, эффек­тивности и быстродействия. Например, если полученная при измерениях гистограмма распределения физической величины, наблюдаемая экспериментатором на дисплее компьютера, имеет выпавшие результаты и сглаженную форму, то можно предполо­жить существование выбросов и наличие дрейфа измеряемой ве­личины или погрешности. Для устранения выбросов можно ис­пользовать одну из статистических программ.

Виртуальные приборы имеют большое преимущество перед микропроцессорными измерительными приборами, поскольку пользователь получает доступ к обширным объемам прикладных программ, может использовать внешнюю память большой емко­сти и различные устройства документирования результатов изме­рений. Сочетание платы сбора данных, измерительного устройст­ва и персонального компьютера представляет оператору новые возможности, недостижимые автономными измерительными приборами. При этом для проведения эксперимента и измерений необходимо только наличие компьютера, а все остальные про­граммно-аппаратные средства подбирают исходя из технических требований самого проводимого эксперимента. К преимуществам виртуальных приборов относится и их экономическая эффектив­ность — практически любая плата сбора данных и компьютерные программы обработки измерительной информации намного де­шевле измерительного прибора. Многие метрологические, изме­рительные и исследовательские задачи в XXI веке будут решаться с помощью виртуальных приборов.

12.6. Интеллектуальные измерительные системы

Интеллектуальные измерительные системы — системы, ко­торые могут индивидуально программироваться на выполнение специфических задач, используя программируемый терминал (программатор) для ввода параметров конфигурирования. Такие системы снабжены средствами представления информации: дис­плей для визуализации мнемонических символов команд, цифро­выми индикаторами, представляющими оператору необходимую информацию, и клавишами переключения видов работы. Блок бес­перебойного питания обеспечивает сохранность программ при от­ключении питания на длительное время.

Подобные измерительные системы способны выполнять все функции измерения и контроля в реальном масштабе времени. Это позволяет осуществлять функции измерения и контроля «вы­сокого уровня» без использования больших компьютеров. При автономном функционировании такая ИС обеспечивает непре­рывные измерения и контроль заданных параметров, сбор дан­ных и обработку сигналов.

Интеллектуальные измерительные системы имеют сущест­венные преимущества перед традиционными, а именно:

• высокое быстродействие контуров управления процессами
измерения, а также высокую скорость сбора данных;

• универсальность — стандартные интерфейсы обеспечивают
  простое подключение к любым системам и оборудованию;

• высокую надежность на каждом системном уровне — приме­нение универсальных методов обеспечивает безотказную работу;

• взаимозаменяемость; так как интеллектуальные системы -
  стандартные устройства, индивидуально программируемые в
  расчете на их специфические функции, то каждое из них может
  быть заменено другим устройством того же функционального
  назначения; каждую систему можно рассматривать как резервную для любого типа систем того же класса, что уменьшает число
  дополнительных резервных средств измерения, контроля, управления и регулировки и сводит к минимуму аварийный период в ма­ловероятном случае выхода из строя какого-либо элемента.

Принципы построения и структуры интеллектуальных ИС интегрируют в себе все лучшие стороны традиционных систем, но более насыщены микропроцессорной и компьютерной техни­кой. Интеллектуальные измерительные системы позволяют соз­дать алгоритмы измерений, которые учитывают рабочую, вспо­могательную и промежуточную информацию о свойствах объекта измерений и условиях измерений, Обладая способностью к перенастройке и перепрограммированию в соответствии с из­меняющимися условиями функционирования, интеллектуальные алгоритмы позволяют повысить быстродействие и метрологиче­ский уровень измерений.

12.7. Стандартные интерфейсы

Интерфейсом называют устройство сопряжения компьютера со средствами измерений или любыми другими внешними систе­мами. Иногда в это понятие включают и программное обеспече­ние автоматизированной системы. Обычно в измерительных сис­темах используют стандартные модули, подключенные к общей магистрали, и стандартные интерфейсы. При этом для решения новой метрологической задачи достаточно сменить часть модулей, используемых в качестве источника или приемника инфор­мации, и программное обеспечение.

В зависимости от задач ИС, номенклатуры используемых средств измерений и их характеристик можно построить интер­фейсы различной сложности с разными структурами. Создание интерфейсов для каждой задачи или групп задач экономически невыгодно, поэтому разработаны стандартные интерфейсы.

Рассмотрим стандартные интерфейсы МЭК 625.1 и КАМАК, которые являются магистральными, поскольку в них все устрой­ства подключены к общей магистрали. По отношению к основ­ной магистрали измерительной системы устройства могут быть источником информации или ее приемником. В каждый момент в измерительной системе может быть только один источник. При­емник служит для приема информации, их может быть несколь­ко. Каждое устройство (источник или приемник) имеет свой ад­рес, по которому осуществляют его вызов для обмена информа­цией. Адресацию устройств и управление их работой выполняет контроллер.

Интерфейс МЭК 625.1

Интерфейс МЭК 625.1 используют в небольших локальных ИС на основе еще серийно выпускаемых промышленностью средств измерений: цифровых вольтметров, частотомеров, про­граммируемых генераторов, в состав которых введены интер­фейсные модули, позволяющие использовать средства измерений как автономно, так и в составе ИС. Если имеются необходимые приборы с интерфейсами и можно выбрать компьютер, то созда­ние аппаратной части ИС заключается в соединении всех состав­ных приборов с компьютером специальным кабелем со стандарт­ным разъемом.

Интерфейс КАМАК

Данный интерфейс служит основой создания мощных нара­щиваемых ИС, предназначенных для управления эксперимен­тальным оборудованием и обработки данных. В интерфейсе КАМАК все устройства выполняют в виде модулей — вставных блоков, помещенных в стандартный каркас — крейт. Модули вставляют в ячейки крейта и стандартными разъемами соединяют с магистралью, В крейте предусмотрено 25 ячеек. Модули могут функционировать только в крейте, поскольку от источни­ков питания по магистрали к ним поступают все необходимые сигналы и напряжения питания. Модули предназначены для приема информации, ее обработки, передачи, преобразования и хранения. Непосредственно измерения модули не выполняют, хотя в отдельных случаях, подобрав необходимые модули и обеспечив их взаимодействие, можно решать и измерительные задачи. Для управления работой модулей в крейт встроен кон­троллер, который осуществляет связь с внешними устройства­ми: персональным компьютером, внешней памятью, другими крейтами. Контроллер в основном выполняет функции управ­ления и простейшую обработку информации, вычислительные же задачи решает компьютер.

В магистрали крейта содержится 86 однопроводных линий. По специальным линиям магистрали к модулям подводят пи­тающие напряжения. Передача и прием данных в крейте осуще­ствляют в двоичном параллельном коде по 24 линиям чтения и по 24 линиям записи. В системе модули адресуются контролле­ром по индивидуальным адресным линиям. Обмен информацией выполняют в синхронном режиме. Эти особенности обеспечива­ют высокое быстродействие интерфейса.

Контрольные вопросы

1. Каким основным целям служит задача автоматизация электрорадиоизмерений?

2. Что относят к автоматизированным средствам измерений?

3. По каким признакам классифицируют автоматизированные сред­ства измерений?

4. Какие измерительные устройства содержат в своем составе автономные многофункциональные цифровые приборы?

5. Какие измерительные задачи решают автономные микропроцессорные приборы?

6. Что представляют собой измерительные системы?

7. Как классифицируют измерительные системы?

8. Какова структура современных измерительных систем?

9. На какие классы можно условно поделить прямые измерительные
   системы?

10. Для каких основных целей применяют информационно-измерительные системы?

11. Как различают информационно-измерительные системы по организации алгоритма функционирования?

12. Какое обеспечение входит в состав ИИС?

13. Какие задачи решают ИВК?

14. На какие классы делятся ИВК по назначению?

15. Каково назначение КИС?

16. На основе каких стандартных узлов и устройств построены ком­пьютерно-измерительные системы?

17. Какие основные особенности и преимущества перед другими типами ИС имеют компьютерно-измерительные системы?

18. Как выглядит обобщенная структурная схема КИС?

19. Что представляют собой виртуальные приборы и какие элементы
    включают в их структуру?

20. Что собой представляют интеллектуальные измерительные системы?

21. Для каких целей служат стандартные интерфейсы?

22. Какова структура интерфейсов МЭК 625.1 и КАМАК?

36

Характеристики

Список файлов учебной работы