3.2.5. Перспективы развития иис

Интеллектуальные измерительные системы. Структуры интеллектуальных измерительных систем интегрируют в себе все лучшие стороны систем, но более насыщены микропроцессорной вычислительной техникой. Применение интеллектуальных измерительных систем позволяет создать алгоритмы измерений, которые учитывают рабочую, вспомогательную и промежуточную информацию о свойствах объекта измерений и условиях измерений. Обладая способностью к перенастройке в соответствии с изменяющимися условиями функционирования, интеллектуальные алгоритмы позволяют повысить быстродействие и метрологический уровень измерений.

Виртуальные измерительные системы. Под виртуальными системами и комплексами понимается совокупность аппаратных и программных средств, решающих задачи измерения, передачи, обработки данных и обладающих универсальным пользовательским интерфейсом. Пользовательский интерфейс виртуальных приборов, систем и комплексов, реализуемый программным способом, должен дать возможность с помощью средств компьютерной когнитивной графики в общем случае решать задачи:

• формирования структуры измерительной системы;

• задания всех функциональных связей между ее элементами;

• представления объекта исследования с разной степенью детализации;

• задания и реализации программы функционирования системы в виде логической и временной последовательности;

• получения развернутого графического изображения отдельных функциональных модулей, элементов, составляющих систему (виртуальный прибор, функциональный аппаратный и программный модуль);

• обеспечения адекватного компьютерного моделирования системы на этапе проектирования.

Специфика, связанная с объектом и задачами, решаемыми системой, определяется областью ее применения. Разработаны основные компоненты системы, позволяющей на начальном этапе исследования, в соответствии со сценарием проведения измерительного эксперимента, путем заполнения таблицы связей и функционального использования отдельных приборов обеспечить автоматическое функционирование виртуальной системы в режиме эксплуатации, не требующей на этом этапе знания языков программирования.

Контрольные вопросы

1. Для чего предназначена измерительная информационная система (ИИС) и каковы ее основные функции?

2. Какие виды обеспечений входят в ИИС?

3. Для чего предназначена измерительная система (ИС), какие существуют виды ИС?

4. Каково назначение систем автоматического контроля?

5. Для чего предназначены системы технической диагностики?

6. Что представляют собой системы телеизмерения?

4. Электрические измерения и приборы

Наиболее распространенный вид электротехнических измерений – это измерения напряжения и силы тока. Измерения проводятся в широком диапазоне частот – от постоянного тока и инфранизких частот (сотые доли герца) до сверхвысоких частот (единицы и десятки гигагерц) и в широком диапазоне измеряемых значений напряжения и тока – от нановольт и наноампер до сотен киловольт и килоампер соответственно, при большом разнообразии форм измеряемого напряжения и тока.

Измерение постоянных напряжения и силы тока заключается в нахождении их значений и определении полярности. Целью измерения переменных напряжения и силы тока является нахождение какого-либо параметра.

Переменный ток промышленной частоты имеет синусоидальную форму и характеризуется мгновенным, среднеквадратичным значением, амплитудой и фазой

Наряду с сигналами синусоидальной формы широко используют и несинусоидальные сигналы (рис. 4.1). Такие сигналы характеризуются пиковыми значениями (максимальными значениями из всех мгновенных значений) в положительных или отрицательных полуволнах X_max+ и X_max-, среднеквадратичным и средневыпрямленным значениями, а также средним значением, часто называемым постоянной составляющей.

Среднее значение равно среднему арифметическому всех мгновенных значений за период

.

Рис. 4.1. Примеры формы измеряемых сигналов

Средневыпрямленное значение определяют как среднее арифметическое абсолютных мгновенных значений за период

.

Среднеквадратичное значение находят как корень квадратный из среднего за период квадрата мгновенных значений

.

Для периодических колебаний любой формы связь между амплитудой и среднеквадратическим значением определяется формулой

,

где k_а – коэффициент амплитуды.

Средневыпрямленное и среднеквадратичное значения связаны между собой коэффициентом формы k_ф,

.

Коэффициенты формы и амплитуды однополярных импульсов определяются их скважностью Q:

,

где T – период,  – ширина импульса.

Значения коэффициентов амплитуды и формы для некоторых сигналов приведены в табл. 4.1.

Таблица 4.1

Форма сигнала	Коэффициент формы, kф	Коэффициент амплитуды, kа
	1,11	1,41
	1	1
	1,16	1,73

Для измерения напряжения и тока применяются методы непосредственной оценки и методы сравнения. Выбор методов и средств измерения обусловливается требуемой точностью измерений, амплитудным и частотным диапазонами измеряемого сигнала, мощностью, потребляемой прибором от измерительной цепи.