Реферат на тему Измерительные аспекты и проблемы анализа случайных процессов. Структурные схемы информационно-измерительных систем.

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Информационно–измерительные системы 6
2. Спектральный и корреляционный анализ случайных процессов 9
3. Структурные схемы информационно–измерительных систем 12
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 16
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 17

Введение:

Измерительная техника — один из важнейших факторов ускорения научно–технического прогресса практически во всех отраслях народного хозяйства.
При описании явлений и процессов, а также свойств материальных тел используются различные физические величины, число которых достигает нескольких тысяч: электрические, магнитные, пространственные и временные; механические, акустические, оптические, химические, биологические и др. При этом указанные величины отличаются не только качественно, но и количественно и оцениваются различными числовыми значениями.
Установление числового значения физической величины осуществляется путём измерения. Результатом измерения является количественная характеристика в виде именованного числа с одновременной оценкой степени приближения полученного значения измеряемой величины к истинному значению физической величины. Укажем, что нахождение числового значения измеряемой величины возможно лишь опытным путём, т. е. в процессе физического эксперимента.
При реализации любого процесса измерения необходимы технические средства, осуществляющие восприятие, преобразование и представление числового значения физических величин.
На практике при измерении физических величин применяются электрические методы и неэлектрические.
Электрические методы измерений получили наиболее широкое распространение, так как с их помощью достаточно просто осуществлять преобразование, передачу, обработку, хранение, представление и ввод измерительной информации в ЭВМ.
Технические средства и различные методы измерений составляют основу измерительной техники. Любой производственный процесс характеризуется большим числом параметров, изменяющихся в широких пределах. Для поддержания требуемого режима технологической установки необходимо измерение указанных параметров. При этом, чем достовернее осуществляется измерение технологических параметров, тем лучше качество целевого выходного продукта. Современные предприятия, например нефтехимического профиля с непрерывным характером производства, для поддержания качества выпускаемой продукции используют измерение различных физических параметров, таких, как температура, объёмный и массовый расход веществ, давление, уровень и количество вещества, время, состав вещества (плотность, влажность, содержание механических примесей и др.), напряжение, сила тока, скорость и др. При этом число требуемых для измерения параметров достигает нескольких тысяч.
Получение и обработка измерительной информации предназначены не только для достижения требуемого качества продукции, но и организации производства, учёта и составления баланса количества вещества и энергии. В настоящее время важной областью применения измерительной техники является автоматизация научно–технических экспериментов. Для повышения экономичности проектируемых объектов, механизмов и машин большое значение имеют экспериментальные исследования, проводимые на их физических моделях. При этом задача получения и обработки измерительной информации усложняется настолько, что её эффективное решение становится возможным лишь на основе применения специализированных измерительно–вычислительных средств.
Целью настоящей работы является освещение измерительные аспектов и проблем анализа случайных процессов.
Для реализации обозначенной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Рассмотреть базовые понятия информационно–измерительных систем.
2. Изучить спектральный и корреляционный анализ случайных процессов.
3. Привести структурные схемы информационно–измерительных систем.

Заключение:

Существуют различные физические объекты, обладающие разнообразными физическими свойствами, количество которых неограниченно. Человек в своем стремлении познать физические объекты — объекты познания — выделяет некоторое ограниченное количество свойств, общих для ряда объектов в качественном отношении, но индивидуальных для каждого из них в количественном отношении. Такие свойства получили название физических величин. Понятие «физическая величина» в метрологии, как и в физике, физическая величина трактуется как свойство физических объектов (систем), общее в качественном отношении многим объектам, но в количественном отношении индивидуальное для каждого объекта, т. е. как свойство, которое может быть для одного объекта в то или иное число раз больше или меньше, чем для другого (например, длина, масса, плотность, температура, сила, скорость). Количественное содержание свойства, соответствующего понятию «физическая величина», в данном объекте — размер физической величины. Размер физической величины существует объективно, вне зависимости от того, что мы знаем о нём.

Фрагмент текста работы:

1. Информационно–измерительные системы

Информационно–измерительная техника (ИИТ) — предназначена для получения опытным путём количественно определённой информации об объектах. Основными процессами, позволяющими получить такую информацию, являются обнаружение событий, процессы счёта, измерения, контроля, диагностики.
Измерение — нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. В процессе измерения получается численное отношение между измеряемой величиной и некоторым значением, принятым за единицу сравнения.
Под контролем понимается установление соответствия между состоянием (свойством) объекта контроля и заданной нормой, определяющей качественно различные области его состояния. В результате контроля выдается суждение о состоянии объекта контроля.
Во многих случаях для восстановления нормальной работы объекта необходимо выявить элементы, послужившие причиной его неправильного функционирования. Такое направление развития методов и средств контроля работы технических устройств называется технической диагностикой.
Счёт, т. е. определение количества каких–либо событий или предметов, в ИИТ относительно редко имеет самостоятельное значение и чаще входит составляющей в процессы измерения, контроля и т. д.
Все перечисленные процессы включают восприятие техническими средствами исследуемых (измеряемых, контролируемых) величин, часто с преобразованием в некоторые промежуточные величины, сравнение их опытным путём с известными величинами, с описаниями состояний или свойств объектов, формирование и выдачу результатов в виде именованных чисел, их отношений, суждений, основанных на количественных соотношениях.
В ИИТ наиболее важную роль играет процесс измерения, являющийся основным путём получения количественной информации.
Измерительные системы (ИС) — совокупность функционально объединённых средств измерений, средств вычислительной техники и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации о физических величинах, свойственных данному объекту, в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления. Примерами могут служить системы, развернутые на крупных предприятиях и предназначенные для контроля технологического процесса производства какого–либо изделия.
В зависимости от назначения ИС разделяют на измерительные, контролирующие, управляющие. По числу измерительных каналов системы подразделяют на одно–, двух–, трёх– и многоканальные.
Важной их разновидностью являются информационно–измерительные системы. Под информационно–измерительными системами (ИИС) понимаются системы, предназначенные для автоматического получения количественной информации непосредственно от изучаемого объекта путём процедур измерения и контроля, обработки этой информации и выдачи её в виде совокупности именованных чисел, высказываний, графиков и т. д., отражающих состояние данного объекта. ИИС должны воспринимать изучаемые величины непосредственно от объекта, а на их выходе должна получаться количественная информация об исследуемом объекте.
В ИИС объединяются технические средства, начиная от датчиков и кончая устройствами выдачи информации, а также все программы, как необходимые для управления работой собственно системы, так и позволяющие решать в ИИС измерительные и вычислительные задачи, а также управлять конкретным экспериментом.
Таким образом, существует несколько разновидностей ИИС:
 собственно информационно–измерительные системы — получение количественной информации о значениях контролируемых физических величин путём их прямых совокупных измерений с последующей её обработкой, предоставлением оператору и передачей другим потребителям;
 информационно–измерительные системы автоматического контроля — установление соответствия между состоянием объекта и заданной нормой и выработка суждения о данном и (или) будущем состоянии объекта;
 информационно–измерительные системы технической диагностики — контроль состояния различных технических устройств, обнаружение их отказов и определение неисправных элементов;
 информационно–измерительные системы распознавания образов — определение соответствия между исследуемым объектом и заданным образом, в качестве которого может быть «человек», «символ», «нормальное состояние объекта» и т. п.
 телеизмерительные системы — информация о значениях измеряемых величин передается от объекта контроля, расположенного на значительном расстоянии.