8.4. Измерительный канал «интеллектуальных» датчиков

Измерительный канал помимо аппаратных средств включает в себя программное обеспечение (ПО) и интерфейс с системой верхнего уровня [110].

Упрощенная структурная схема передачи информации интеллектуального измерительного канала приведена на рис. 8.1.

Представленная схема информационного канала может быть реализована различными аппаратными способами.

На первичный измерительный преобразователь не накладывается никаких принципиальных ограничений. Его выбор зависит от области использования измерительного преобразователя и от требуемых характеристик.

Электронный блок выполняет функции фильтрации сигнала первичного преобразователя и их преобразование в цифровую форму. Выбор конкретной реализации указанного блока значительным образом зависит от характера информационного сигнала первичного преобразователя.

Аппаратным обеспечением программной части информационного канала является микропроцессор или микроконтроллер. В зависимости от конструкции микропроцессор также может обеспечивать интерфейс с системой верхнего уровня.

Наибольший интерес представляет ПО информационного канала. ПО позволяет улучшить характеристики измерительного преобразователя и расширить его функциональные возможности.

Классификация (ПО) основывается на следующих признаках:

• вид алгоритма преобразования;

• номенклатура входных воздействий;

• функциональные возможности;

• сервисные функции.

По виду алгоритма преобразования ПО делится на:

• работающее по одному фиксированному алгоритму;

• допускающее изменение алгоритма функционирования в процессе работы, т.е. адаптивное ПО;

• имеющее возможность синтеза новых алгоритмов работы, т.е. самообучающиеся ПО.

По номенклатуре входных воздействий ПО классифицируется следующим образом:

• одноканальный информационный вход. Одной измеряемой величине соответствует одно значение, поступающее на вход ПО;

• многоканальный информационный вход. Одной измеряемой величине соответствует несколько значений, полученных от работающих параллельно измерительных преобразователей или в результате каких-либо вычислений;

• информационный вход. Информация об измерениях передается совместно по каналу с образцовой величиной или информация об измеряемой величине передается совместно с дополнительными данными, представляющими информацию о внешних воздействиях.

Функциональные возможности ПО определяются следующей выдаваемой информацией:

• значение измеряемой величины;

• значение измеряемой величины, а также информация о составляющих погрешности результата;

• значение измеряемой величины, а также информация о производных величинах;

• значение измеряемой величины, а также предсказание будущего значения величины.

Сервисные функции ПО включают в себя:

• самодиагностику;

• метрологическую поверку;

• дистанционную настройку (обучение).

Интеллектуальность измерительного канала определяется не столько аппаратными, сколько программными средствами. Наличие микропроцессора не является достаточным признаком интеллекта, также как и любой алгоритм не является интеллектуальным.

Степень «интеллектуальности» алгоритма определяется его возможностями. На низшем уровне находятся однозначные алгоритмы, на верхнем – самообучающиеся алгоритмы. Самообучающиеся алгоритмы и могут считаться интеллектуальными.

Использование искусственного интеллекта в измерительных преобразователях влечет за собой возрастание затрат на разработку на начальном этапе, но в дальнейшем позволит значительно повысить характеристики преобразователей и систем в целом.