- •)))Вопросы по курсу «Измерительно-информационные системы»
- •Определение иис. Основные понятия иис – измерение, контроль, техническая диагностика, идентификация и др.
- •Классификация иис. Признаки, по которым проводится классификация.
- •Типовые структуры иис.
- •Условные обозначения элементов иис.
- •Виды сигналы в иис. Периодические и импульсные сигналы. Энергия сигналов. Детерминированные и случайные сигналы.
- •Понятие эргодичности случайного сигнала. Величины, характеризующие случайный сигнал.
- •Спектральный анализ сигналов. Свойства преобразований Фурье. Качественное различие спектров периодических сигналов и одиночных импульсов.
- •Примеры спектров. Спектр случайного сигнала. Понятие о «белом шуме». Спектр периодического сигнала, испорченного случайным шумом.
- •Понятие о корреляционном анализе. Корреляционные и взаимно-корреляционные функции периодических и импульсных сигналов.
- •Преобразование сигналов в элементах иис. Примеры линейных преобразований сигналов в звеньях иис. Понятие переходной функции.
- •Квантование сигнала по уровню. Погрешность квантования.
- •Дискретизация и восстановление сигнала
- •Методы восстановления сигнала и теорема Котельникова.
- •Фильтрация сигнала. Типы фильтров.
- •Модуляция сигнала с периодической несущей. Спектр модулированного сигнала. Импульсная модуляция.
- •Детектирование сигнала. Квадратичное и «линейное» детектирование.
- •Структуры и алгоритмы основных видов ис.
- •Системы измерения независимых величин. Пример многоточечной иис с резистивными датчиками.
- •Сканирующие иис.
- •Многомерные и аппроксимирующие иис.
- •Разделение сигналов в тис.
Системы измерения независимых величин. Пример многоточечной иис с резистивными датчиками.
Системы измерения независимых величин. По сути это – набор приборов. Входные величины воспринимаются отдельными датчиками. Если n таких величин и столько же датчиков, то можно построить ИИС параллельного действия. Измеряемые величины обычно скалярные или векторные. Их также можно разделить на локальные и распределенные.
Последнее время стали использоваться т.н. системные датчики, которые воспринимают величину как поле (измеряют сразу распределение).
Примеры: система с 32 тензодатчиками, система анализа графиков.
МОСТИКОВАЯ СХЕМА. Вначале измеряют при положении полюсов «+ -» , затем наоборот. После высчитывается среднее значение.
Сканирующие иис.
Работают на плоскости, как сканер.
Сканирующими измерительными системами называются системы, основанные на сканировании (просматривании) полей каких-либо объектов и выдачи измерительной информации о состоянии этих полей. Примером могут служить системы для измерения темпера туры поверхности нагретого объекта. Следует различать ин формационные сканирующие системы и измерительные сканирующие системы. В информационных сканирующих системах дается информация о каких-либо явлениях, например наличии дефектов в изделии. В измерительных сканирующих системах результаты выдаются в численных значениях, в принятых единицах.
Многомерные и аппроксимирующие иис.
Многомерные системы – системы для системного измерения взаимосвязанных величин. Если датчики не обладают селективностью, то на выходе датчики будут давать сигнал, зависящий от разных измеряемых величин. Возникает задача выделения вклада каждой величины в этот сигнал. Если между параметрами объекта имеется внутренняя связь, то чтобы создать многомерную ИИС, об объекте необходимо иметь априорную информацию.
Измерительные системы, позволяющие получать коэффициенты аппроксимирующих функций, называются аппроксимирующими ИИС.
Адаптивная дискретизация. ИИС обладают избыточностью – обычно информации измеряется больше, чем необходимо. Поэтому применяют АД – частота дискретизации меняется в зависимости от скорости изменения сигнала.
Принцип адаптивной дискретизации в аппроксимирующих ИИС,
Избыточность ИИС – измерений производится больше, чем нужно потребителю.
Статистические измерительные системы. Определение с помощью их функции распределения случайной величины.
Сигналы меняются случайным образом.
Системы для измерения спектра случайной величины – последовательные, параллельные и гетеродинные анализаторы спектров.
С помощью прибора – анализатора спектра – сразу показываются спектры радио-частот.
Узкополосные фильтры можно соединить:
- параллельно (сразу видны все спектры)
- последовательно (более подробно рассматривается каждый спектр отдельно)
Гетеродиновая схема. Гетеродин – вспомогательный элемент. Используется один фильтр – фильтр вспомогательных частот.
Корреляционные ИИС. Примеры использования корреляционных ИИС.
Такие ИИС широко используются для информации, испорченной помехами (действует как фильтр).
Телеизмерительные ИС. Каналы связи в ТИС.
Принципиальное отличие – передача информации на большое расстояние. Важное значение имеет то, в каком виде передается сигнал. ТИСС бывают:
- общепромышленные или специального назначения;
- проводные или беспроводные;
- с разомкнутыми или замкнутыми каналами связи;
- аналоговые или цифровые;
- по вероятности ошибки передачи управляющих команд: первой группы (10^-12), второй группы (10^-10) и третьей (10^-7).
Каналы связи бывают:
- симплексные/дуплексные;
- проводные/беспроводные;
-
Требования:
- дополнительная погрешность не должна превышать основную при изменении напряжения питания до +10% или -15%;
- дополнительная погрешность не должна превышать основную при изменении частоты питания в пределах допуска (1Гц для сети общественного электропитания);
- д/п при температурах: от 0 до -50С не превышать 1к; от 0 до +50 – до 1к; шире – 1,5к;
- если измерительный сигнал изменяется в два раза, д/п на приемной стороне не должна превышать основную.
Разделение сигналов в ТИС:
- временное;
- частотное.