Реферат на тему Потенциальные возможности ИС. Информационно-энергетические соотношения при измерении времени и частоты

Содержание:

Введение 2
1. Общая структура измерительной системы 3
2. Потенциальные возможности ИС 6
3. Измерение частоты и интервалов времени 11
Заключение 15
Список использованной литературы 17

Введение:

Измерительная система (ИC) – совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т.п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях.
Измерительная система предназначена для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и/или использования в автоматических системах управления.
Измерительные системы обладают основными признаками средств измерений и являются их специфической разновидностью.
Основными областями применения собственно измерительных систем являются научные исследования, испытания различных объектов, учетные операции, и др.
Наиболее крупной структурной единицей, для которой могут нормироваться метрологические характеристики, является измерительный канал ИС.
Измерительная система может быть частью автоматизированной системы.
Автоматизированная система (АС) — комплекс технических, программных и других средств, предназначенный для автоматизации различных процессов. В общее понятие автоматизированная система включают также обслуживающий систему персонал.
В зависимости от назначения измерительные системы подразделяются на:
— измерительные информационные;
— измерительные контролирующие;
— измерительные управляющие и др.

Заключение:

Назначение любой измерительной системы, ее необходимые функциональные возможности, технические параметры и характеристики в решающей степени определяются объектом исследования, для которого она создана. Из-за разнообразия структур современных ИС, динамичного развития и перечня решаемых задач, классификация их в настоящее время еще полностью не завершена.
В зависимости от выполняемых функций измерительные системы можно условно разделить на три основных вида:
— измерительные системы измерения и хранения информации (условно называемые измерительными системами прямого назначения);
— контрольно — измерительные (автоматического контроля);
— телеизмерительные системы.
К измерительным системам относят также системы распознавания образов и системы технической диагностики, которые в курсе, относящемся к радиоизмерениям, не изучаются.
По числу измерительных каналов измерительные системы подразделяются на одно-, двух-, трех- и многоканальные (многомерные). Для совместных и совокупных измерений часто используют многоканальные, аппроксимирующие системы.
Наиболее бурно в настоящее время разрабатываются и внедряются ИС прямого назначения, основной особенностью которых является возможность программным способом перестраивать их для измерений различных физических величин и менять режим измерений. Изменений в аппаратной части при этом не требуется.
Измерительные системы прямого назначения условно делят на:
— информационно-измерительные системы (часто их называют термином измерительные информационные системы; аббревиатура одинакова — ИИС);
— измерительно-вычислительные комплексы (ИВК);
— виртуальные информационно-измерительные приборы (устоявшееся у специалистов название — виртуальные приборы; или компьютерно-измерительные системы — КИС).
Современные измерительные системы позволяют упростить, автоматизировать процесс выполнения измерений, минимизировать количество возникающих в ходе их проведения ошибок. Применение всех возможностей, предоставляемых таким оборудованием, позволяет сократить время разработки и отладки, сократить время выхода продукции на рынок, быстрее отвечать его потребностям. Использование мощных измерительных комплексов позволяет более детально понять процессы, происходящие в испытуемых объектах, лучше оптимизировать их под выдвигаемые к ним требования, обеспечить необходимые уровни качества, долговечности.

Фрагмент текста работы:

1. Общая структура измерительной системы

Любая измерительная система измеряет какой-то физический процесс, именно с него начинается измерительная цепочка. Следующий элемент — датчик, он преобразует изменения измеряемого физического параметра в изменения какого-то электрического параметра (существуют датчики, которые преобразуют физическое воздействие в другие типы сигналов, например, оптические, но они гораздо менее распространены). Чувствительные элементы датчиков, как правило, выдают очень низкие уровни сигналов, и, перед их измерением, они требуют усиления. Эту функцию выполняет согласующий усилитель. С его выхода сигнал поступает на АЦП (аналого-цифровой преобразователь), который преобразует сигнал из аналогового в цифровой. Существуют датчики со встроенными согласующими усилителями, такие датчики называются активными. Так же согласующие усилители часто бывают встроены в систему сбора, что позволяет подсоединять датчики напрямую к ней. Таким образом, согласующий усилитель может быть внутри датчика, системы сбора, или представлять собой отдельное устройство.
Данные с нескольких АЦП и других источников должны быть синхронизированы, объединены вместе и переданы на ПК для визуализации и хранения. За это отвечает подсистема передачи данных [3].
Ниже приведена общая структура аппаратной части системы сбора и обработки данных:

Рисунок 1. Общая структура аппаратной части системы сбора и обработки данных: стрелками обозначены потоки данных: красные — физическое воздействие, синие — аналоговые сигналы, чёрные — цифровые сигналы. Синие блоки передают данные в систему, красные — из системы, серые блоки двунаправленные. Толстые рамки вокруг блоков обозначают состав системы в минимальной конфигурации.

В более гибких системах сбора хранение данных возможно непосредственно внутри самой системы. Так же внутри самих систем возможна обработка данных. На первый взгляд, такие возможности могут показаться избыточными, т. к. это может делать ПК. Но ПК, как правило, менее надёжное устройство, чем сама система сбора данных, и при проведении ответственных измерений нужно минимизировать вероятность того, что с измерительным оборудованием что-то пойдёт не так [4]. Хранение данных внутри самой системы позволяет её использовать в режиме «чёрного ящика», когда она без ПК пишет в себе данные. ПК не является системой реального времени, а если измеренные данные надо не просто визуализировать и записать, а на их основании что-то делать (например, аварийно остановить стенд при превышении какого-то параметра [температуры, вибрации, смещения, …] критического значения), то недетерминированные задержки, связанные с работой ПК, могут быть недопустимыми. Оборудование imc поддерживает как хранение, так и обработку данных в реальном времени самой системой.