- •Рецензенты:
- •Оглавление
- •Предисловие
- •Введение
- •Глава 1. Основныепонятияи определения измерительной техники
- •Основные понятия и определения метрологии
- •Единицы физических величин
- •Классификация и методы измерений
- •Классификация средств измерений
- •Метрологические характеристики средств измерений
- •Классификация погрешностей
- •Модели измерительного процесса
- •Систематические погрешности
- •Случайные погрешности
- •Обработка результатов измерений
- •Суммирование погрешностей
- •Формы записи результатов измерений
- •Глава 2. Технические средства измерений электрических величин
- •Электромеханические измерительные приборы
- •Электромагнитные измерительные приборы
- •Электродинамические измерительные приборы
- •Ферродинамические измерительные приборы
- •Электростатические измерительные приборы
- •Индукционные измерительные приборы
- •Электромеханические приборы с преобразователями
- •Измерительные трансформаторы тока и напряжения
- •Измерительные трансформаторы переменного тока
- •Измерительные трансформаторы напряжения
- •Основными параметрами трансформатора напряжения
- •Электронные измерительные приборы
- •Электронные вольтметры постоянного тока
- •Электронные вольтметры переменного тока
- •Электронный вольтметр среднего значения
- •Амплитудный электронный вольтметр (диодно- конденсаторный)
- •Электронный вольтметр действующего значения.
- •Электронный омметр
- •Цифровые измерительные приборы
- •Измерительные мосты и компенсаторы
- •Компенсаторы постоянного тока
- •Компенсаторы переменного тока
- •Автоматические компенсаторы постоянного тока
- •Мосты переменного тока
- •Глава 3. Общие сведения об измерении неэлектрических величин
- •Схемы включения преобразователей в мостовые схемы
- •Динамические свойства преобразователей
- •Классификация измерительных преобразователей
- •Глава 4. Параметрические преобразователи
- •Фотоэлектрические преобразователи
- •Емкостные преобразователи
- •Тепловые преобразователи
- •Погрешности термоанемометра
- •Погрешности газоанализатора.
- •Ионизационные преобразователи
- •Реостатные преобразователи
- •Тензорезистивные преобразователи
- •Индуктивные преобразователи
- •Магнитоупругие преобразователи
- •Погрешности магнитоупругих преобразователей
- •Применение магнитоупругих преобразователей
- •Генераторные преобразователи
- •Гальванические преобразователи
- •Глава 5. Классификация ацп, методыпреобразования и построения ацп
- •Аналого-цифровое преобразование сигналов
- •Классификация ацп
- •Классификация ацп по методам преобразования
- •Метод последовательного счета
- •Метод поразрядного уравновешивания
- •Метод одновременного считывания
- •Построение ацп
- •Сравнительные характеристики ацп различной архитек- туры
- •Параметры ацп и режимы их работы
- •Максимальная потребляемая или рассеиваемая мощность
- •Глава 6. Измерительные информационные системы
- •Стадии проектирования иис:
- •Роль информационных процессов
- •Виды и структуры измерительных информационных систем
- •Основные компоненты измерительных информационных систем
- •Математические модели и алгоритмы измерений для измерительных информационных систем
- •Нет Корректировка алгоритма измерения Измерение
- •Разновидности измерительных информационных систем
- •Многоточечные (последовательно-параллельного дей- ствия) ис
- •Аппроксимирующие измерительные системы (аис).
- •Телеизмерительные системы
- •Системы автоматического контроля
- •Системы технической диагностики
- •Системы распознавания образов
- •Особенности проектирования измерительных информационных систем
- •Интерфейсы информационно-измерительных систем
- •Заключение
- •Список литературы
- •Основные и производные единицы Основные единицы измерения
- •Приборы для измерения электрической мощности и количества электричества
- •Приборы для измерения электрического сопротивления, емкости, индуктивности и взаимной индуктивности
- •И угла сдвига фаз
- •Прочие электроизмерительные приборы
- •Электронные измерительные приборы и устройства
- •Средства измерений и автоматизации
- •ГосТы, осТы и нормативные документы иис
Математические модели и алгоритмы измерений для измерительных информационных систем
Поскольку области применения ИИС весьма обширны (про- мышленное и сельскохозяйственное производство, медицина и космос, искусство и научный эксперимент, АСУТП и АСУ, связь и вычислительные системы), математические модели объектов чрезвычайно разнообразны. Однако методы математического мо- делирования позволяют одинаковыми формулами представлять различные по своей природе объекты и использовать для иссле- дования и решения задач оптимизации и синтеза ИИС электрон- но-вычислительные машины и ПЭВМ.
Математическая модель объекта измерения включает описа- ние взаимодействия между переменными входа и выхода для установившегося и переходного состояний, т.е. модели статики и динамики, граничные условия и допустимое изменение перемен- ных процесса.
Если переменные объекта изменяются только во времени, то модели, описывающие свойства таких объектов, называются мо- делями с сосредоточенными параметрами. Модели объектов ис- следований, переменные которых изменяются как во времени, так и в пространстве, называются моделями с распределенными параметрами.
Форма записи математической модели может быть различна: алгебраические и трансцендентные уравнения, дифференциаль- ные уравнения и уравнения в частных производных. Могут ис-
пользоваться переходные и передаточные функции, частотные и спектральные характеристики и др.
Различают три основных методаполучения математических моделей объектов исследования:
аналитический;
экспериментальный;
экспериментально-аналитический.
В последние годы при создании ИИС широко используется математическое моделирование, реализующее цепочку: «объект – модель – вычислительный алгоритм – программа для ПЭВМ – расчет на ПЭВМ – анализ результатов расчета – управление объ- ектом исследования».
Ядро вычислительного эксперимента: модель – алгоритм – программа калибрует и формирует оптимальную модель объек- та исследования. Алгоритм измерения может быть представлен словесно, аналитически, графически или сочетанием этих мето- дов.
Последовательность действий непроизвольна, а реализует тот или иной метод решения задачи. Во всех случаях она должна быть настолько точно сформулирована, чтобы не осталось места для различных толкований и двусмысленностей.
Так, Э. И. Цветков оценку измеряемой величины представляет выражением:
где Р – оператор, представляющий алгоритм измерений; Р(к) – сигнал, несущий информацию измеряемой величины о значений измеряемой величины; λ0 – мера, образцовая величина, лежащая в основе операции сравнения.
Графически этот процесспредставлен на рис. 6.2.
Тот же процесс М.П. Цапенко предлагает записать в форме содержательных логических схем алгоритмов(CJICA), которая отражает параллельную работу самостоятельных измерительных каналов:
I1 : I1( x01 / x11 )I1( x11 / x21 )I1( x21 / z1 ) // ...// Ii .
Наиболее простой и распространенной формойалгоритмической структуры является схема, приведенная на рис. 6.3.
Нет Корректировка алгоритма измерения Измерение
*
0
Сравнение с мерой
Да
Рис. 6.2. К-сеть процедуры Рис. 6.3. Схема алгоритма измерения измерения величины