Вопросы оптимизации проведения измерительного эксперимента

План эксперимента должен быть наилучшим с точки зрения некоторых критериев оптимальности. Эти критерии могут быть сформулированы по-разному. Вид критерия зависит от решаемой задачи и от назначения плана. Фактически в таких критериях в строгой математической форме представлены и формализованы те или иные интуитивные соображения экспериментаторов о качественном эксперименте, при этом общая направленность на уменьшение опытов сохраняется. Критерии оптимальности являются сложными функциями точек плана эксперимента. Существует несколько основных критериев оптимальности:

· Ф-оптимальный план решает задачу построения непрерывного планирования;

· D-оптимальный план применяют при минимизации обобщенной дисперсии;

· G - характеризуется наименьшей дисперсией предсказания в заданной области планирования;

· А - минимизирует среднюю дисперсию лучших линейных оценок параметров и т.д.

Автоматизация эксперимента.

Автоматизация эксперимента с использованием управляющей ЭВМ включает в себя выбор средств измерений и осуществление взаимосвязи их с центральным управляющим модулем.

В зависимости от цели автоматизации различают три типа экспериментов:

1. Повышающие производительность обработки результатов без изменения методик их реализации;

2. Улучшающие метрологические и информационные характеристики процесса;

3. Реализующие принципиально новые методики исследования.

Эксперименты первого типа обычно применяются в случаях, когда исследования проводятся на серийно выпускаемом оборудовании по стандартным методикам с большим объемом информации. Эксперименты второго и третьего типа требуют более совершенной аппаратуры с ориентацией на автоматическое измерение, управление и обработку информации.

Автоматизация эксперимента требует включения экспериментатора в общую систему управления, что предъявляет к нему повышенные требования, с точки зрения понимания принципов функционирования всех элементов автоматических систем, и возможности творческого подхода при работе на современном оборудовании.

Автоматизированный эксперимент открывает новые возможности при использовании роботов для выполнения работ в труднодоступных или опасных для человека местах.

В общем случае система автоматизации научно-технического эксперимента состоит из:

· подсистемы взаимосвязи с исследуемым объектом, предназначенной для преобразования выходной величины объекта в унифицированную форму для ввода в ЭВМ, а также для передачи на объект воздействий в соответствии с планом эксперимента;

· подсистемы реализации алгоритма эксперимента, позволяющей следить за ним и активно вмешиваться в его ход;

· подсистемы регистрации и хранения результатов и программ проведения эксперимента;

· подсистемы предварительной обработки результатов для контроля правильности хода эксперимента;

· подсистемы полной обработки результатов и принятия решения с представлением информации в требуемой форме.

Системы автоматизации строятся по принципам централизации и децентрализации. При централизованном принципе вся информация от объектов поступает непосредственно в центральный модуль ЭВМ. Однако такие системы ограничены вычислительной мощностью ЭВМ, что не всегда позволяет получить данные в реальном масштабе времени. При децентрализованном принципе это Проше сделать, так как вычислительная мощность распределена по нескольким нижним уровням. При этом эффективным методом взаимодействия экспериментатора с ЭВМ является интерактивное общение. Такой диалог позволяет быстро оценивать текущую ситуацию и принимать оперативные решения. При этом вся система имеет повышенную гибкость, способна перестраивать свою работу в соответствии с изменившимися условиями.

Устройство и принцип работы цифровых измерительных приборов

Компьютерные измерительные системы (КИС)

Поисковая система телеизмерений

Классификация электроизмерительных приборов

Вернуться в оглавление: Методы и средства измерений электрических величин