Главная  Журналы 

0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

возможной благодаря малой стоимости и малым габаритным размерам вычислительных устройств в виде интегральных: микропроцессов, устройств управляемой памяти, функциональных преобразователей код - код, аналого-цифровых преобразователей напряжений и преобразователей напряжения в частоту, цифро-аналоговых преобразователей сопротивлений, токов, напряжения, которые оказались особенно удобными для реализации программного управления электрическими и неэлектрическими процессами, необходимыми для создания управляющего воздействия на исследуемый или управляемый объекты.

Измерительно-вычислительные комплексы для испытаний и исследований создают и на базе персональных и профессиональных ЭВМ, характеризующихся режимом работы, при котором пользователь, работая с клавиатурой, выполняет альтернативные инструкции, индицируемые на экране. ИВК на базе персональных ЭВМ используются в качестве информационного ядра системы управления исследованием или испытанием. В массовых отечественных персональных ЭВМ «Агат» и профессиональных ЭВМ «Электроника-микро» предусмотрены контролеры для управления АЦП и ЦАП, что даст возможность использовать их для измерения на двух уровнях: в режиме проблемно-ориентировочного -диалога и в «инструментальном» режиме с использованием возможностей программной перестройки измерительных функций.

Благодаря широкому внедрению микропроцессоров в ЦИП происходит органическое слияние измерений и вычислений, при этом используются все более сложные алгоритмы цифровой обработки мгновенных значений сигналов; управление ЦИП полностью передается микропроцессору; повышается точность измерения благодаря введению поправок и коррекций с помощью микропроцессоров; повышается многофункциональность ЦИП; решаются все более сложные измерительные задачи - косвенных, совокупных и других видов измерений, а также измерений параметров зависимостей; повышается -надежность ЦИП на основе использования режимов самоповерок и самоконтроля.

Все более широкое распространение методов цифровой обработки сигналов и построения цифровых измерительных приборов на базе микропроцессоров не приводит, однако, к снижению уровня производства и значимости аналоговых измерительных устройств и преобразователей, особенно в интегральном исполнении. Напротив, их производство быстро растет, так как они широко используются для • предварительного аналогового измерительного преобразования в АИП с микропроцессорами, незаменимы в тех случаях, когда цифровая обработка принципиально неприменима, например, при высоких час- • тотах, а также, когда применение микропроцессоров нецелесообразно по техническим или экономическим причинам, например в несложных измерительных устройствах. Тем не менее стоимость аналоговых интегральных измерительных преобразователей снижается медленнее, чем стоимость элементов вычислительной техники, в частности, из-за более сложного и дорогостоящего контроля их характеристик, особенно при высокой точности АИП. Стоимость аналоговых звеньев в ЦИП с микропроцессорами обычно составляет 80...90 % общей стоимости.



Глава 1 ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Измерение - это нахождение значения физической величины опыт-ньм путем с помощью специальных технических средств. Измерительной информацией является информация о значениях величины. Результатом измерения является количественная характеристика в виде именованного числа. Основной характеристикой качества измерения является точность, которая характеризуется показателями точности. В качестве показателей точности, согласно ГОСТ 8.011-72 «ГСИ. Показатели точности измерений и формы представления результатов измерений», используются доверительные границы, в которых с установленной вероятностью находятся погрешность измерения или ее систематическая составляющая, оценки среднего квадратического отклонения (СКО) систематической и случайной составляющих погрешности и плотности вероятности систематической и случайной составляющих . погрешности.

Для более четкого представления особенностей измерения рассмотрим основные особенности других близких к нему информационных процедур - контроля и счета.

\ Контроль - это процедура установления соответствия между состояниями, свойствами объекта контроля и заранее заданной нормой - восприятием контролируемых величин, сопоставления их с уставками и формирования суждения, вывода [13]. Нормой называется допустимая область в пространстве состояний объекта. Контролю подвергается состояние объекта. Результатом контроля является качественная характеристика - заключение, вывод о нахождении объекта контроля в норме или вне нормы (исправен или неисправен).

Основной характеристикой совершенства процедуры контроля является достоверность контроля, которая выражается вероятностью псавильности заключения контрольного устройства. Счет..- это процедура определения числового значения дискретной величины или количества предметов в данной их совокупности. Результатом счета является неименованное число, число предметов в данной совокупности. Основными характеристиками совершенства счета являются безошибочность и скорость.

Часто возникают споры, какая из процедур - измерение или контроль - является более общей или более сложной, контроль включает измерение или измерение включает контроль?

Процедуры измерения и контроля близки по информационной сущности, имеют ряд общих операций, например сравнение, могут иметь одинаковые объекты, тесно связаны между собой, дополняют



друг друга. Контролю иногда предшествует измерение - такую процедуру называют цифровым контролем. Измерению часто предшествует контроль, например, определение полярности является собственно контрольной операцией и в автоматичес1шх цифровых приборах предшествует измерению. Однако контроль и измерение во многом существенно различны - результатом измерения является количественная характеристика, а результатом контроля - качественная; измерение осуществляется в широком диапазоне значений измеряемой величины, а контроль - в пределах небольшого числа возможных состояний.

В науке об измерениях на основе ее быстрого роста и использования достижений смежных областей знаний в настоящее время идет процесс развития всех основных ее разделов: информационных аспектов измерений, теории эталонов, теории коррекции погрешности, теории обработки результатов измерений; такой же процесс происходит в области основных понятий, операций измерений, методов измерений, структур измерительных устройств. Изучение основ теории измерений требует реализации системного подхода прежде всего к основным понятиям измерений.

Первым этапом системного подхода является анализ - функциональное разделение исследуемого сложного объекта, которым в данном случае является понятие «измерение». В ГОСТ 16263-70 «Метрология. Термины и определения» определены основные понятия измерений: измеряемой величины, размера величины, значения величины, числового значения величины.

Измерение для более полного описания целесообразно подразделить на отдельные измерительные операции, совокупность которых является функционально полной для обеспечения получения результата измерения - значения величины. Такими операциями, описываемыми соответствующими математическими уравнениями (п. 1.2), являются: воспроизведение величины заданного размера; сравнение двух величин; измерительное преобразование величины; масштабное преобразование величины.

Вторым этапом системного подхода является формальный синтез основных разновидностей средств выполнения перечисленных выше операций измерения на основе различия аналитических возможностей реализации этих операций и на основе возможностей их пространственного и временного разделения. Задачей второго этапа системного подхода является также синтез методов прямых измерений и функциональных . измерительных преобразований на основе выявления особенностей • алгоритмов использования средств измерений, связанных непосредственно с числами, т. е. мер и масштабных преобразователей.

Третьим этапом системного подхода является установление основных взаимосвязей между синтезированными методами измерений и измерительных преобразований со структурами измерительных устройств и методами повышения их точности, быстродействия и чувствительности.





0 [ 1 ] 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166