1. Задача первичной обработки данных.

• Под первичной обработкой данных в системах реального времени понимается обработка данных, поступающих с выходов первичных преобразователей информации (датчиков).

Задачу первичной обработки данных можно сформулировать следующим образом: известны наблюдаемые (измеряемые) и содержащие ошибки действительные значения У вводимой физической величины, а также структура и погрешности DУ оборудования, входящее в состав измерительного канала (рис.1.4.1). Необходимо найти номинальные значения физической величины Х₀ или ее действительные значения Х.

Рис.1.4.1 к задаче первичной обработке данных

На практике задачи первичной обработки информации представляет собой комплекс следующих взаимно связанных задач.

• масштабирование, калибровка, линеаризация характеристик оборудования измерительного канала;

• контроль достоверности измеренных значений;

• корректировка влияния ошибок измерения DУ и помех DХ.

Рассмотрим эти задачи на примере одномерного измерительного канала с линейной статической характеристикой:

 

у = кх + m                                           (1.4.1)

 

где к, m – константа, масштабные коэффициенты.

Задача масштабирования состоит в определени масштабных коэффициентов в выражении (1.4.1).

Задача калибровки (градуировки) заключается в определении функции.

 

х = f(у)                                             (1.4.2)

 

Функция (1.4.2) называется калибровочной (градуировочной) функцией и определяется экспериментально или по характеристикам устройств.

Задача линеаризации состоит в апроксимации калибровочной функции в виде ломанной или полинома n-ой степени по заданным опорным точкам. Массив опорных точек называется калибровочной (градуировочной) таблицей.

Контроль достоверности измеряемых значений физической велечины заключается в проверке наличия возможных ошибок аппаратуры и контроль очевидных ошибок, например, дефектов датчиков, грубых ошибок измерения или явных несоответствий. Контроль достоверности измерений обычно осуществляется с помощью выражений:

                             (1.4.3)

где x_max, x_min – границы диапозона достоверности измеряемой величины Х;

X _-, X₊ – опасные границы изменения величины Х.

При решении задачи корректировки влияния ошибок измерения и помех различают:

• статическую корректировку измеренных значений (компенсацию);

• динамическую корректировку (фильтрацию, сглаживание).

Необходимость статической корректировки возникает при нестабильности масштабных коэффициентов К и М в выражении (1.4.1). Эффект "дрейфа нуля" измерительного канала связан, например, с изменением во времени масштабного коэффициента

 

М = M(t)                                              (1.4.4)

 

Масштабный коэффициент К определяет чувствительность измерительного канала и может изменяться, например, в зависимости от температуры

 

К = К(Т⁰С)                                          (1.4.5)

 

Если известны законы изменения масштабных коэффициентов (1.4.4) и (1.4.5), то задача компенсации решается в соответствии с выражением:

 

У = [К + К(T⁰C)]X + [M + M(t)]                         (1.4.6)

 

Динамическая корректировка измеренных значений реализуется двумя методами:

• сглаживания измеренных значений за счет формирования средних:

                                             (1.4.7)