- •1. Виды и структуры измерительных информационных систем
- •3. Поколения измерительных информационных систем
- •4. Математические модели и алгоритмы измерения измерительных информационных систем
- •5. Компьютерные измерительные системы
- •6. Интеллектуальные измерительные системы
- •7. Интерфейсы измерительных информационных систем
- •8. Метрологический анализ
- •Контрольные вопросы
ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
1. Виды и структуры измерительных информационных систем
Измерительные информационные системы (ИИС) — это совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств получения измерительной информации, ее преобразования, обработки в целях предоставления потребителю (в том числе ввода в АСУТП) в требуемом виде либо в целях автоматического осуществления логических функций измерения, контроля, диагностики, идентификации и т.д.
В зависимости от выполняемых функций ИИС реализуются в виде:
Рис.1. Основные структуры ИИС: а — цепочечная; б б- радиальная; в — магистральная
систем автоматического контроля (САК);
систем технической диагностики (СТД);
систем распознавания образов (идентификации) (СРО);
В СТД, САК, СРО измерительная система входит как подсистема.
Назначение любой измерительной информационной системы, необходимые функциональные возможности, технические и другие характеристики в решающей степени определяются объектом исследования, для которого данная система создается.
Назначение измерительной информационной системы можно определить как целенаправленное оптимальное ведение измерительного процесса и как обеспечение смежных систем высшего уровня достоверной информацией.
Исходя из этого основными функциями измерительной информационной системы являются: получение измерительной информации от исследования, ее обработка, передача, представление информации оператору или ЭВМ, запоминание, отображение и формирование управляющих воздействий.
Измерительные информационные системы оптимизируют по многим частичным критериям, таким как точность, помехоустойчивость, надежность, пропускная способность, адаптивность, сложность, экономичность и др.
В зависимости от способа организации передачи информации между функциональными блоками (ФБ) различают цепочечную, радиальную и магистральную структуры (рис..1).
2. Основные компоненты измерительных информационных систем
Состав и структура конкретной информационной измерительной системы определяется общими техническими требованиями, установленными ГОСТом, и частными требованиями, содержащимися в техническом задании на ее создание.
Измерительная информационная система должна управлять измерительным процессом или экспериментом в соответствии с принятым критерием функционирования; выполнять возложенные на нее функции в соответствии с назначением и целью; обладать требуемыми показателями и характеристиками точности, надежности и быстродействия; отвечать экономическим требованиям, предъявляемым к способам и форме представления информации, размещения технических средств и т.д.; быть приспособленной к функционированию с измерительными информационными системами смежных уровней иерархии и другими ИИС и вычислительными комплексами (ИВК), т.е. обладать свойствами технической, информационной и метрологической совместимости; допускать возможность дальнейшей модернизации и развития и т.д.
Упрощенная схема взаимодействия основных компонентов измерительной информационной системы представлена на рис. 2.
Рис. 2. Основные компоненты измерительных информационных систем
Процессом функционирования измерительной информационной системы (как и любой другой технической системы) является целенаправленное преобразование входной информации в выходную. Это преобразование выполняется либо автоматически комплексом технических средств (КТС) (техническим обеспечением), либо совместно —оперативным персоналом и КТС в сложных ИИС, ИВК. Чтобы люди и комплекс технических средств могли функционировать оптимально, необходимы соответствующие инструкции и правила. Эту задачу выполняет организационное обеспечение.
Математическое, программное и информационное обеспечения входят в состав только ИИС и ИВК с цифровым вычислительным комплексом.
Математическое обеспечение — это модели и вычислитель- ные алгоритмы.
Программное обеспечение гарантирует конкретную реализа- цию вычислительных алгоритмов и алгоритмов функционирова- ния системы и охватывает круг решений, связанных с разрабо- ткой и эксплуатацией программ.
Информационное обеспечение определяет способы и конк- ретные формы информационного отображения состояния объек- та исследования в виде документов, диаграмм, графиков, сигна- лов для их представления обслуживающему персоналу и ЭВМ для дальнейшего использования в управлении.
Всю систему в целом охватывает метрологическое обеспечение. Технические средства ИИС состоят из следующих множеств блоков:
первичных измерительных преобразователей (датчиков);
вторичных измерительных преобразователей;
элементов сравнения — мер;
цифровых устройств;
элементов описания — норм;
преобразователей сигнала, средств отображения, памяти и
др.
Блоки 1 — 6 используются в цифровых ИС; 1 — 3 и 6 — в аналоговых ИС.
При наличии в составе ИИС ЭВМ информация к ЭВМ может поступить непосредственно от устройств обработки и (или) хранения.