Сканирующие информационно-измерительные системы.

Сканирующими называются такие ИИС, датчики которых перемещаются в пространстве и дают возможность получать информацию из различных точек исследуемого информационного поля.

Различные типы сканирующих ИИС различаются друг от друга следующими наиболее характерными признаками:

• видом взаимодействия сканирующего датчика с информационным полем объекта;

• видом обмена энергией между объектом и ИИС;

• способами реализации сканирующего привода;

• траекторией движения;

• способом выполнения сканирующего датчика.

По виду взаимодействия сканирующего датчика с информационным полем объекта существуют контактные и бесконтактные способы сканирования. При использовании контактных способов сканирования сканирующий датчик соприкасается с объектом исследования в процессе сканирования. Контактные способы имеют более высокую точность, просты в исполнении, но обладают невысокой надежностью. Бесконтактные способы сканирования позволяют получать информацию без соприкосновения с объектом.

В зависимости от вида обмена энергией между объектом и ИИС способы сканирования делятся на:

• активные;

• пассивные.

Активные способы предусматривают некоторое воздействие на объект. О состоянии объекта исследования судят по его реакции на это воздействие (например, радиолокационные измерения, измерения с помощью вихретоковых преобразователей).

Пассивные способы сканирования основаны на использовании энергии объекта. Пассивные способы сканирования значительно проще в реализации, однако имеют меньшую точность и чувствительность по сравнению с активными способами.

По способам реализации сканирующего привода ИИС делятся на:

• иисс электромеханическим приводом;

• ИИС с электронным приводом.

При электромеханическом сканировании используются электромеханические элементы (электродвигатели, которые при помощи редукторов, червячных передач приводят в движение соответствующий узел сканирующей ИИС). Примером такой системы является радиолокатор с механическим приводом антенны. Основным достоинством электромеханической развертки является высокая точность сканирования, а основным недостатком – низкое быстродействие.

При электронном сканировании чисто электронными средствами осуществляется перемещение электронных, световых и электромагнитных пучков энергии в пространстве (например, электронно-лучевая трубка). Электронное сканирование обладает высоким быстродействием, однако по точности и стабильности оно уступает электромеханическому сканированию.

Иногда вместо датчика сканирующие движения осуществляет информационное поле (сканирование графических изображений).

В зависимости от траектории движения сканирующие ИИС можно разделить на две группы;

• программные;

• адаптивные.

В программных системах развертка жестко запрограммирована и не изменяется при изменении рельефа параметров информационного поля (например, сканирование по принципу строчной развертки).

Адаптивное сканирование используется при поиске экстремумов параметров информационного поля, нахождении точки, линии или площади с заданным положением параметров, а также при слежении за положением на информационном поле группы параметров с заданными значениями. Адаптивное сканирование широко применяется для считывания графиков при вводе их в ЭВМ, при обнаружении и слежении за положением объекта в пространстве, для нахождения формы участков с экстремальными значениями параметров при дефектоскопии.

При адаптивном способе сканирования в блоке управления сканирующим устройством непрерывно изучаются текущие значения измеренных параметров с целью определения скорости и направления их изменения, а затем соответственно изменяется траектория развертки.

По способу выполнения сканирующего датчика ИИС можно подразделить на:

• ИИС с точечными датчиками;

• ИИС с матричными датчиками.

Точечный датчик измеряет аналоговый сигнал в пределах одной элементарной площадки, перемещаясь по полю и сканируя его, площадка за площадкой.

Матричный датчик представляет собой несколько датчиков, расположенных в виде прямоугольной матрицы.