Интеллектуальные информационно-измерительные системы (ИИИС)

ИИИС способны выполнять все функции измерения и контроля в реальном масштабе времени.

Контроллерные функции можно подразделить на ряд подфункций:

· управление измерительной цепью, т.е. переключение каналов и диапазонов подключение образцовых мер;

· управление измерительными усилителями. Обычно эти функции выполняются чисто программными методами, иногда с участием таймера – с помощью микропроцессора и портов ввода-вывода;

· управление АЦП;

· управление средствами общения с оператором. Сюда входят управление клавиатурой, индикаторами, звуковой сигнализацией и дисплеем;

· управление регистраторами, т.е. печатающими устройствами, самописцами, графопостроителями, накопителями на магнитных носителях;

· управление внешней памятью, т.е. быстродействующими накопителями на магнитной ленте в режиме двустороннего обмена на дисках и дополнительные внешние модули памяти.

К вычислительным функциям относятся первичная, вторичная и окончательная обработка данных, включая в себя:

· калибровку,

· нормализацию,

· масштабирование,

· фильтрацию,

· сжатие данных,

· распознавание,

· устранение ошибок,

· статистическую обработку,

· корреляционный, спектральный, амплитудно-временной анализ.

К тестовым функциям относятся обнаружение и локализация неисправности, в большинстве случаев до типового элемента. Известны три класса тестирования:

· с применением внешних микропроцессорных средств;

· полностью автономное тестирование;

· комбинированное.

Для первого класса тестирования применяются специальные тестеры микроЭВМ. Программы тестирования входят в программное обеспечение тестера или самой системы.

Для второго класса функции тестирования чаще всего выполняет основной процессор ИИИС, однако возможно наличие специального микропроцессорного узла, предназначенного только для автоматической диагностики. В этом классе тестирование производится в двух основных режимах: определение работоспособности, диагностика неисправности. При этом хранение программы тестирования может быть осуществлено либо во внешнем устройстве памяти или в тестовом ПЗУ.

Сервисные функции расширяют возможности измерительных приборов и систем с всесторонними микропроцессорами или микроЭВМ, увеличивающими объем информации, число режимов измерений и обработки, число параметров и их комбинаций, число дополнительных директив, объем визуальной и звуковой информации, число альтернативных вариантов измерений и обработки. При этом можно выделить ряд этапов измерения и анализа с применением диалога: ввод задания, сбор и предварительная обработка первичной информации, вторичная обработка и интерпретация результатов, вывод результатов исследования для интерпретации документации, архивации и управления.

Распределенная обработка данных позволяет распределять вычислительные функции между программируемыми контроллерами. Возможность распределения обработки данных обеспечивает высокую надежность управления измерительной информационной системой. Это позволяет системе осуществлять функции измерения и контроля «высокого уровня» без использования больших и дорогостоящих ЭВМ. При автономном функционировании такая система обеспечивает непрерывные измерения и контроль заданных параметров, сбор данных и обработку сигналов. Модульная конструкция позволяет осуществлять постепенное расширение существующей системы путем введения дополнительных модулей и превращение ее в систему средств супервизор или цифрового управления измерительным экспериментом путем включения в нее мини-ЭВМ.

ИИИС могут индивидуально программироваться на выполнение специфических задач, используя программируемый терминал (программатор) для ввода параметров конфигурирования. Системы обычно имеют средства представления информации: дисплей для визуализации мнемонических символов команд, цифровые индикаторы, дающие оператору всю необходимую информацию, а также клавиши переключения видов работы. Резервный блок питания обеспечивает сохранность программы при отключении питания на длительный период времени.

ИИИС имеют следующие преимущества перед традиционными измерительными системами:

· универсальность - стандартные интерфейсы обеспечивают простое подключение к любым системам и оборудованию;

· высокую надежность на каждом системном уровне – применение четко определенных и универсальных методов обеспечивает безотказную работу;

· высокое быстродействие контуров управления процессами измерения и контроля любого производства, а также высокая скорость сбора данных;

· взаимозаменяемость – поскольку интеллектуальные системы выпускаются в виде стандартных устройств, индивидуально программируемых в расчете на их специфические функции, каждое из них может быть заменено другим того же функционального назначения. Поэтому каждая система может рассматриваться как резервная для любого типа систем того же класса, что снижает число дополнительных резервных средств измерения, контроля и регулирования и сводит к минимуму аварийный период в маловероятном случае выхода из строя какого – либо элемента.

Структуры и алгоритмы ИИИС интегрируют в себе лучшие качества традиционных систем, но более насыщены микропроцессорной и вычислительной техникой.

Применение ИИИС позволяет создать алгоритмы измерений, которые учитывают рабочую, вспомогательную и промежуточную информацию о свойствах объекта измерений, условия измерений, предъявляемые специфические требования и накладываемые ограничения. Обладая способностью к перенастройке в соответствии с изменяющимися условиями функционирования, интеллектуальные алгоритмы позволяют повысить метрологический уровень измерений.

Классификация электроизмерительных приборов

Математические модели и алгоритмы измерения ИИС

Приборы электромагнитной системы

Измерение уровней передачи сигнала и степени его затухания

Методы измерения частоты следования сигналов

Вернуться в оглавление: Методы и средства измерений электрических величин