Унификация состава системы
Порядок выполнения операций
Наличие или отсутствие информационной и структурной избыточности
Наличие или отсутствие адаптации, характер адаптации
Наличие или отсутствие обратной связи
Вид используемых сигналов (аналоговые или цифровые (кодоимпульсные))
Функциональная надежность
Низшего уровня
Среднего уровня
Высшего уровня
По новизне
Разрабатываемые впервые
Повторного применения
2. Радиальная
В качестве отдельного класса рассматриваются телеметрические системы. По своим функциям они могут относится к любому из перечисленных выше классов. Специфика этих систем заключается в том, что они предназначены для телеизмерений - измерений на расстоянии, и следовательно имеют более протяженные каналы связи, чем другие ИИС.
Глава 3. Структура информационно-измерительных систем.
Структура ИИС может быть рассмотрена в зависимости от организации взаимодействия функциональных блоков:
1. Цепочечная
3. Магистральная с централизованным управлением
4. Магистральная с децентрализованным управлением.
5. Радиально-магистральная.
В зависимости от организации и сбора измерительной информации:
Одноканальная
Многоканальная. Дает возможность изменения разнородных величин при высоком быстродействии и надежности.
3. Мультиплицированная. Производится коллективное преобразование всех аналоговых сигналов за один цикл изменения образцовой величины, и при этом могут выполняться операции преобразования и обработки информации.
4. Многоточечная. Структура в которой используется параллельно- последовательный принцип работы, реализующийся с помощью коммутаторов.
5. Сканирующая. Сканирующее устройство перемещает датчик по запрограммированной траектории.
Мера - средство измерений, предназначенное для воспроизведения и/или хранения физической величины одного или нескольких заданный размеров.
При современном уровне цифровой вычислительной техники все эти структуры с функциональной точки зрения можно рассматривать как частный случай обобщенной.
Исследуемый объект описывается величинами х1, ... хп. Первичные измерительные преобразователи (ПИП, датчики) преобразуют величины xi в электрические величины yi. Например, напряжение, ток, емкость, индуктивность и другие. Датчики являются обязательными компонентами ИИС. Вид датчика в первую очередь определяется видом преобразуемой величин, однако для измерения одной и той же физической величины могут использоваться различные датчики. Для измерения одной и той же физической величины могут быть использованы различные датчики, отличающиеся своими характеристиками и принципом действия. Например, для измерения координат, изменяющихся в пределах десятков миллиметров и более целесообразно использовать растровые фотоэлектрические датчики, а для измерения в диапазоне нескольких миллиметров и менее - индуктивные.
Вспомогательным устройством в ИИС является базирующее устройство, с которым могут быть связанны исследуемые объекты, а также первичные преобразователи. Вид базирующего устройства определяется видом исследуемого объекта, и необходимыми воздействиями на него в процессе измерения. Базирующее устройство может быть простым механическим приспособлением для установки датчиков (метеобудка, например). В других случаях базирующее устройство может быть сложным, обеспечивающим относительное перемещение датчиков и объекта. Величины yi, выдаваемые ПИП, подаются на ВИП, которые преобразуют их в напряжения Ui. ВИП в некоторых каналах могут отсутствовать, если выходной величиной датчика является напряжение, уровень которого достаточен для аналого-цифрового преобразования. Вид ВИП определяется только видом величины yi. Один и тот же экземпляр ВИП может использоваться для преобразования выходной величины разных датчиков. Конструктивно ВИП могут быть совмещены с ПИП, или выполнены в виде отдельных устройств. В состав ВИП могут входить простейшие вычислительные устройства, например, для введения поправок или линеаризации характеристик (так называемые интеллектуальные датчики). Напряжение Ui поступают на АЦП, где преобразуются в цифровые коды ф, подаваемые на ЭВМ. По выполняемым функциям АЦП можно отнести к ВИП, поэтому АЦП иногда конструктивно совмещаются с ВИП или с ЭВМ, однако АЦП всегда выделяется в отдельные функциональные блоки. Это выделяется на схемах в силу следующих обстоятельств:
АЦП, в отличие от других преобразователей, работает под управлением ЭВМ.
АЦП, как и датчики, являются обязательными компонентами каждого канала.
АЦП могут быть индивидуальными для каждого канала, однако, чаще, один АЦП используется для всех или нескольких каналов, работая в мультиплексном режиме.
Каналы связи между элементами ИИС могут иметь различный характер. В простейшем случае, для локально сосредоточенной ИИС, это проводная связь внутри стойки или конструктива, где размещены сами элементы. Для ИИС, распределенных в пространстве могут использоваться радиоканалы и волоконно- оптическая связь. В этих случаях один канал связи может служить для передачи информации от разных первичных преобразователей, если они локально сосредоточены. Каналы связи, как и АЦП, могут функционировать в мультиплексном режиме.
Последовательность преобразователей (ПИП, ВИП и АЦП) и каналов связи, обеспечивающее преобразование измеряемой величины в цифровой код, называется измерительным каналом (ИК). Согласно стандарту РМГ29-99, измерительный канал - это совокупность элементов средств измерений, образующих непрерывный путь прохождения измерительного сигнала одной физической величины от входа до выхода. Измерительный сигнал - сигнал, содержащий количественную информацию об измеряемой физической величине. Понятие измерительного канала отражает сущность выполнения измерений в ИИС. Оно необходимо для анализа погрешности измерения и организации метрологического обеспечения. Конструктивно различные элементы ИК могут быть объединены в единое устройство. В качестве измерительных каналов могут быть использованы электронно-измерительные приборы, имеющие цифровой выход (цифровые вольтметры, частотомеры, весы и др.). Коды, выдаваемые АЦП, подаются для обработки на вход ЭВМ, в качестве которой может использоваться ПК или специализированная микропроцессорное вычислительное устройство. Обработка первичной информации производится в соответствии с заложенным в ЭВМ программно-математическим обеспечением (ПМО). Функции ЭВМ могут заключаться не только в обработке первичной измерительной информации, но и в управлении самим процессом измерения путем подачи воздействий на исследуемый объект. Примеры таких воздействий: перемещение объекта относительно датчиков, подача на объект тестовых сигналов, помещение объекта в магнитное поле и тд и тп