Что такое автоматизация. Цели автоматизации измерений.

Основные цели автоматизации измерений достигаются за счет исключения человека-оператора, полностью или частично из управ­ления операциями и их выполнения. В результате психофизиологичес­кие возможности оператора, ограничивающие время выполнения отдельных операций, перестают быть препятствием для достижения:

• боле высокой скорости измерений и, следовательно, более высокой производительности труда при выполнении измерений, их обработке, расчетов и представлении результатов (графики, таблицы и т. д.);

• меньших погрешностей результатов измерений благодаря применению методик и процедур, для которых необходимо повторение одинаковых операций, например, установка режимов измерений - частоты, уровня мощности, включение и выключение мощности, выбор и установка пределов измерений;

• возможности передачи и хранения информации по результатам измерений в реальном масштабе времени “on line”.

Под автоматизацией измерений понимают исключение человека-оператора из процесса выполнения измерений. Сам процесс выполнения измерений состоит из управления измерением и выполнением операций методики, включающим 3 стадии:

• принятие решений о необходимости в определенный момент времени начать и произвести измерение определенной физической величины или параметра устройства;

• собственно выполнения операций измерения;

• принятие решений на основе полученных результатов.

Например, на необслуживаемых станциях перекачки нефти и газа, магистральных линиях радиосвязи, включая спутниковые, базовых станциях сотовой связи и десятках видов других объектов радиотехники необходимо выполнять определенные измерения. На базовых станциях мобильной связи, в частности, необходимо периодически контроли­ровать коэффициент отражения антенны при помощи рефлектометра. Решение может быть принято диспетчером всей системы или автомати­чески по программе, заложенной в управляющую ЭВМ. Во втором случае человек исключен из управлением измерением, то есть его функции переложены на автоматизированную измерительную систему. Отметим, что во втором случае и все последующие операции, связанные с выполнением измерений, очевидно, должны выполняться автомати­чески, вплоть до третьей стадии принятия решений по результатам.

Другой вариант - физик выполняет экспериментальное исследова­ние или инженер разработчик решил измерить параметры макета устройства. Очевидно, в этом случае первая стадия не автоматизирует­ся. Действия человека и, следовательно, задачи по автоматизации на второй стадии измерений включают:

• активизацию, то есть включение прибора;

• проверку его работоспособности;

• калибровку (как в случае рефлектометра);

• собственно измерение, то есть операции по сравнению измеряе­мой величины с мерой этой величины;

• установление (расчет) и представление (оформление) резуль­тата измерений.

Выбор момента времени и собственно включение в приведенном примере обычно проводится “вручную”, то есть человеком. Однако для автоматизированного прибора или измерительной системы с примене­нием ЭВМ или примитивного таймера эта операция также может быть автоматизирована с тем, чтобы оператор не ждал “прогрева” прибора.

Проверка работоспособности прибора производится либо в соответствии с руководством по эксплуатации вручную оператором, либо автоматически при помощи средств автоматизации этой операции внутри прибора; обычно ее называют автоматическим тестированием.

Далее, если метод и методика измерений включают, как в случае рефлектометра, калибровку, то производят ее. Калибровка рефлекто­метра предусматривает операцию присоединения к выходу двух эталонных нагрузок - согласованной с и рассогласованной с . Очевидно, что эта операция автоматизации не поддается. В связи с этим отметим чрезвычайно важный вывод, а именно: экономический эффект автоматизации за счет повышения производительности труда неизбеж­но ограничен скоростью выполнения неавтоматизированных операций. В нашем случае - временем, необходимым для присоединения и отсое­динения эталонных нагрузок. Однако, в случае рефлектометра как при калибровке, так и при измерении необходимо также:

• установить и измерить частоту;

• установить необходимый уровень мощности;

• выбрать пределы измерений;

• подать мощность генератора в рефлектометр;

• найти отношение показаний двух ваттметров;

• внести результат измерений в протокол и оформить его.

Эти задачи решаются для рефлектометра в приборах, которые называются панорамными измерителями коэффициентов отражения (или КСВН) и коэффициентов передачи (или ослабления) в русской технической литературе или автоматическими анализаторами цепей (ААЦ) - в англоязычной литературе.

Принятие решений по результатам измерений - это наименее фор­мализуемая стадия. Тем не менее, есть случаи, когда решение прини­мается автоматически. Например, при превышении результата измере­ний коэффициента отражения некоторые типы базовых станций мобильной связи выдают сигнал о неблагополучии, а в некоторых случаях генератор может автоматически выключаться.