3.10. Интеллектуальные измерительные системы

Широкое распространение в настоящее время получают измерительные системы, включающие первичный преобразователь измеряемого параметра в электрический сигнал, преобразователи электрического сигнала в цифровой код и вычислительное устройство, производящее обработку информации. Применение вычислительной техники позволяет повысить качество измерительных систем по следующим основным направлениям:

1. Многофункциональность системы реализуется путем перехода одной программы к другой, что создает гибкость перехода от одной функции прибора к другой, позволяет наращивать функции, не меняя конструкции прибора.

2. Автоматизация процесса измерения при выборе режима работы прибора, сокращение числа органов управления и числа операций, выполняемых вручную. Возможно предусмотреть выдачу инструктивных указаний по порядку работы оператора.

3. Возможность выполнения обработки информации по заданным программам. При этом косвенные, совместные и совокупные измерения можно воспринимать как прямые, так как результат измерения получается на выходе прибора. Статистическая обработка результатов измерения так же производится по заданным программам.

4. Исключение систематических погрешностей. Аддитивная составляющая (место нуля) корректируется с помощью нулевого значения сигнала. Полученная поправка хранится в памяти и вводится в результат измерения. Мультипликативная составляющая определяется с помощью эталонной меры, которая периодически измеряется и результат сравнивается с предварительно записанным правильным значением. По результатам вычисляется поправочный коэффициент, который учитывается при определении результата измерения.

5. Уменьшение влияния случайных ошибок производится в результате многократного измерения параметра и определения вероятнейшего значения результата измерения и характеристик погрешностей измерения по заданной программе. ЭВМ позволяет получать не только численные характеристики погрешностей, но при ответственных аттестациях приборов получать гистограмму плотности распределения вероятности и вычислять энтропийную погрешность.

На основе успехов вычислительной техники разработаны различные виды логических анализаторов, которые контролируют прохождение потоков данных по адресным, информационным и управляющим шинам в реальном масштабе времени. При проверке работоспособности объекта измерений с помощью логических анализаторов используются математические модели заведомо исправных объектов измерения, что дает возможность при сравнении полученных данных обнаружить отказ контролируемого объекта. В сигнатурных анализаторах измеренные значения сигнатур сравниваются с эталонными, представленными в сигнатурной карте. Ошибка в двоичной последовательности прослеживается путем просмотра элементов схемы в обратном порядке до обнаружения элемента с правильными входными, но ошибочными выходными сигналами. Анализаторы позволяют диагностировать сложные цифровые электронные устройства. Такие приборы осуществляют обнаружение ошибки.

Таким образом, применение вычислительной техники в измерительных системах создает неограниченные возможности для развития качественных показателей средств измерения, автоматизируя и заменяя оператора при выполнении многих операций, что позволяет отнести такие системы к интеллектуальным.

76