Структурные схемы компьютерных измерительных систем. Сравнительные характеристики. Области применения.

Введение
Информационная система измерений (ИИС) - это набор функционально интегрированных средств измерения, расчета и других вспомогательных технических средств для получения информации об измерениях, ее преобразования, обработки с целью представления потребителю в требуемой форме или автоматической реализации функций логического управления, диагностика, идентификация и др.
Это определение записано в ГОСТ 8.437-81 «Информационно-измерительные системы», которая утратила свою силу в РФ с 27.09.2001. На сегодняшний день прямой замены этому ГОСТу нет.
В наш век информационных технологий потребность в ИИС становится все более и более насущной, это упрощает и облегчает доступ к необходимой информации, регулирование сложных технологических процессов и т. д.
Информационно-измерительные системы (ИИС) представляют собой симбиоз аппаратного обеспечения и алгоритмов обработки измерительной информации. Следовательно, как создание ИИС, так и их применение невозможно без правильной теоретической базы и понимания этих алгоритмов. В то же время, благодаря наличию компьютера в ИИС, возможна дальнейшая обработка полученных результатов измерений путем обработки первичной информации измерений. Это позволяет решать широкий круг других задач, не являющихся чисто измерительными, особенно контроль качества, распознавание образов и т. Д.
В данном реферате рассмотрены основные составляющие и основные направления ИИС, структурные схемы компьютерных измерительных систем, приведены сравнительные характеристики, и определены области их применения.



1 Измерительные информационные системы
Измерительная информационная система (ИИС) - это набор функционально совмещенных измерений, расчетов и других вспомогательных технических средств для получения информации об измерениях, ее обработки, обработки с целью представления потребителю в требуемом виде или автоматической реализации логических функций контроля, диагностики, идентификации и т. д.
В зависимости от выполняемых функций ИИС реализуются в виде систем измерения (СИ), систем автоматического управления, технической диагностики и др. В свою очередь, в зависимости от назначения системы измерения делятся на информационные, контрольно-измерительные, контрольно-измерительные и т.д.
Измерительная система (ИС) - набор средств измерения (измерительные преобразователи, измерения, измерительные переключатели, измерительные инструменты) и других технических устройств (компонентов измерительной системы), которые образуют измерительные каналы, реализующие процесс. и обеспечивает автоматическое (автоматизированное) получение результатов измерений (выраженных в виде числа или кода) в общем случае изменяющихся во времени и распределенных в пространстве величин, характеризующих определенные свойства (состояние) объекта измерения.
Измерительные системы обладают основными характеристиками средств измерений и являются их специфическим типом.
Основные области применения реальных измерительных систем - это научные исследования, испытания различных объектов, учетные процессы и т. Д.
Самой крупной структурной единицей, для которой могут быть нормированы метрологические свойства (MС), является измерительный канал (ИК).
Измерительный канал измерительной системы (измерительный канал ИК):
- Конструктивно или функционально отдельная часть ИС, которая выполняет полную функцию от восприятия измеренного значения до приема результата измерения, выраженного числом или соответствующим кодом, или до приема аналогового сигнала, один из которых является параметром как функция измеренного значения.
Это последовательное соединение СИ, образующих ИС (некоторые из этих ИС сами могут быть многоканальными, в этом случае следует говорить о последовательном соединении ИС указанного СИ). Такое SI-соединение, обеспечиваемое рабочим алгоритмом, выполняет полную функцию от восприятия измеренного значения до индикации или записи результата измерения включительно или его преобразования в практический сигнал для дальнейшее использование вне ИС для ввода в цифровое или аналоговое вычислительное устройство, которое является частью ИС. для совместного преобразования с другими величинами, чтобы влиять на исполнительные механизмы
Типичная структура ИС содержит основной измерительный преобразователь, который соединяет компонент измерительной системы (техническое устройство или часть среды, предназначенные или используемые для передачи сигналов с минимально возможным искажением, несущих информацию об измеренном значении один компонент ИC к другому (проводная линия связи, радиоканал, телефонная линия связи, высоковольтная линия электропередачи с соответствующим каналообразующим оборудованием, а также переходные устройства - клеммные колодки, кабельные соединители и др.), преобразователь промежуточных измерений (унифицирующий), аналого-цифровой преобразователь, процессор, цифро-аналоговый преобразователь.
Существуют простые интегральные схемы, реализующие прямые измерения любой величины, и сложные интегральные схемы, реализующие косвенные, агрегированные или совместные измерения, начальная часть которых разбита на несколько простых интегральных схем, например, при измерении мощности в электрических сетях часть Начальная ИС состоит из простых каналов измерения напряжения и тока. Учитывая многоканальность систем, использование одних и тех же устройств в составе различных ИС, последние часто можно выделить только функционально, а их конфигурация реализуется программно.
Длина ИС может составлять от десятков метров до нескольких сотен километров. Количество ИП колеблется от нескольких десятков до нескольких тысяч. Информация с датчиков обычно передается электрическими сигналами (реже пневматическими) - током, напряжением, частотой следования импульсов. В некоторых областях измерения современные датчики имеют цифровой выход. Для длинных инфракрасных лучей используются радиосигналы. Вторичная часть ИС, после линий связи, соединяющих ее с датчиками, обычно называется измерительно-вычислительной (ИВК), (сложный компонент измерительной системы (интегрированный компонент ИС, измерительно-вычислительный комплекс): набор структурно интегрированные или территориально расположенные компоненты, входящие в состав КИ, выполняющие, как правило, измерительные преобразования, вычислительные и логические операции, предусмотренные процессом измерения и алгоритмами обработки результатов измерений для других целей, а также генерирующие сигналы и выводы), или программно-аппаратный комплекс (ПТК).
Значительная часть современных IVC (PTC) построена на основе драйверов, как правило, модульной по структуре, включая аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи, процессор, дискретные (двоичные) информационные модули (ввод и вывод), вспомогательные устройства. В отрасли выпускаются достаточно универсальные контроллеры IVK (PTC), с помощью которых можно автоматизировать работу различных объектов. Состав, конфигурация, программное обеспечение таких комплексов определяется с учетом специфики объекта. Присвоение СИ к отдельному типу СИ обусловлено рядом их характеристик, которые обуславливают специфику их метрологического обеспечения.
Эти функции включают:
а) ИБ устанавливается как единое готовое изделие из частей, произведенных разными производителями, только по месту использования. В результате отсутствует заводская нормативно-техническая документация (технические условия), регламентирующая технические, в частности метрологические требования к ИБ как