10.5. Перспективи розвитку сучасних цифрових приладів

Цифрові вимірювальні прилади (ЦВП) мають широке засто­сування у контрольно-вимірювальній техніці. Вони мають ряд переваг: зручність відліку і реєстрації результатів вимірювання, високу точність і швидкодію, можливість поєднувати ЦВП з обчис­лювальними і автоматичними пристроями, у тому числі керо­ваними на віддалі. За допомогою сучасних ЦВП можна вимірювати напруги у колах постійного струму у діапазоні 0,1 мкВ — 1000 В з похибкою ±0,0005%, у колах змінного струму — 1 мВ — 1000 В з похибкою ±0,05%, опори в інтервалі 10^-3 – 10¹⁰ Ом з похибкою ±0,01%, частоту до 110⁷ Гц з похибкою» до ±10^-7 %.

ЦВП удосконалюються: покращуються їх метрологічні характеристики, розширюються функціональні можливості, підвищується надійність. На даний час конструюються ЦВП із застосуванням мікропроцесорних схем.

Мікропроцесори — це обчислювально-логічні пристрої в інтегральному виконанні. Застосування мікропроцесорів у ЦВП дає змогу повністю автоматизувати процес вимірювання, виконувати за допомогою ЦВП операції обчислення і керування, автоматично коректувати систематичні похибки, здійснювати калібровку і діагностику несправностей, обробку результатів вимірювань і т.д.

До недоліків ЦВП порівняно із стрілковими приладами можна віднести їх відносну складність, відносно малу надійність і високу вартість. Застосування мікропроцесорної техніки дає змогу підвищити надійність цифрових вимірювальних пристроїв і знижує їх вартість.

10.6. Шформаційно-вимірювальні системи

Зростання об'ємів промислової продукції і пов'язана з цим необхідність автоматизації технологічних процесів і контролю продукції, централізація управління великими енергетичними системами і системами газопостачання вимагають вимірювати і контролювати десятки і сотні фізичних величин, які характе­ризують той чи інший процес. Це завдання вирішують інфор­маційно-вимірювальні системи.

Інформаційно-вимірювальна система (ІВС) — це апаратний комплекс, що складається з великої кількості вимірювальних приладів і перетворювачів, які з'єднані між собою таким чином, щоб забезпечити найкращі метрологічні характеристики процесів вимірювання, реєстрації і обробки результатів вимірювання багатьох різнорідних фізичних величин.

ІВС за своєю структурою є дуже різноманітні. Розглянемо один з варіантів побудови схеми ІВС (рис. 10.7). На об'єкті вимірювання, наприклад на технологічній лінії, встановлюються первинні вимірювальні перетворювачі ІП, які перетворюють різні виміряні величини (часто неелектричні) в електричні.

При цьому рівні і діапазони зміни вихідних сигналів ІП можуть бути різними через різні принципи їх роботи, з метою багаторазового використання пристроїв у різних каналах вимірювання (або контролю) вихідні сигнали ІП нормуються у нормуючих пере­творювачах НП. Ці перетворювачі забезпечують необхідні рівні сигналів. З виходів нормуючих перетворювачів вимірювальні сигнали надходять через комутатор на вимірювальний пристрій ВП, де перетворюються у вигляд, зручний для індикації і реєст­рації. Індикатор І подає виміряну інформацію оператору, а реєст­руючий перетворювач Р записує цю інформацію для зберігання в архів. Крім того, сигнал з виходу вимірювального пристрою надходить на пристрій первинної обробки інформації ПОІ, який виконує необхідні логічні та обчислювальні операції. Під час первинної обробки інформації виконуються ті обчислення, які необхідні для формування сигналів, які керують роботою самої системи, і для подання інформації оператору.

Із зростанням складності ІВС і удосконаленням обчислю­вальних засобів збільшується значення пристрою первинної обробки інформації, який може бути запрограмований на реалізацію методів підвищення точності вимірювань. У цьому разі пристрій первинної обробки інформації формує керуючі сигнали для функціонування вимірювального пристрою ВП і виконує потрібні обчислювальні операції. Синхронізація роботи всіх елементів системи забезпечується за допомогою керуючого пристрою КП оператором.

Зі необхідності вихідні сигнали з ІВС можуть подаватися для подальшої, більш складної обробки до зовнішньої ЕОМ. У цьому випадку ЕОМ за заданою програмою може оцінити параметри об'єкту вимірювання (або контролю), У випадку невідповідності параметрів до заданих значень ЕОМ видає команди керування у пристрій впливу на об'єкт ПВО, який, змінюючи режим техно­логічного процесу, приводить контрольовані параметри до заданих значень (рис. 10.7).

ІВС з ЕОМ і з пристроєм впливу на об'єкт утворюють замкнуту автоматичну систему активного контролю. Основою цієї системи є сучасні засоби цифрової вимірювальної техніки і малі цифрові керуючі ЕОМ.