Виды информационных измерительных систем. Каналы связи и интерфейсы ИИС

1.

Виды информационных
измерительных систем.
Каналы связи и интерфейсы ИИС

2.

Основными частями ИИС являются:
- компьютер с периферийными устройствами;
- программное обеспечение;
- интерфейс;
- формирователь испытательных сигналов, который
воздействует на объект измерения с целью получения
измерительных сигналов;
- измерительные каналы системы, которые предназначены
для измерения и преобразования сигнала в цифровую
форму.

3.

4.

Виды информационных измерительных систем
По функциональному назначению ИИС делят на измерительные
системы (ИС), системы автоматического контроля (САК), системы
технической диагностики (СТД), системы распознавания образов (СРО).
• ИС - это ИИС, предназначенная для функций измерения и хранения
информации.
• САК - это совокупность функционально объединённых мер,
измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств,
соединённых между собой каналами связи, и предназначенная для
выработки сигналов измерительной информации о физических
величинах, свойственных данному объекту, в форме, удобной для
автоматической обработки, передачи, представления и
использования.
• СТД - система автоконтроля, в которой устанавливается не только факт
работоспособности, но и определяется место нахождения отказа, а
также осуществляется локализация неисправности.
• СРО - система для автоматического распознавания печатных,
рукописных и фотографированных знаков, текстов, рисунков и схем и
прочее, а также для выявления некоторых ситуаций в сложных
технических комплексах.

5.

По организации алгоритмов функционирования ИИС делят на системы с
жёстким, заранее заданным алгоритмом функционирования,
программируемые и адаптивные системы.
В жёстких системах алгоритм функционирования ИИС не меняется и
любое изменение реализуемой функции ИИС требует изменения её
структуры. Таким образом, эти ИИС имеют узкую специализацию.
В программируемых системах алгоритм её работы изменяется в
соответствии с заранее заданной программой, которая составляется в
зависимости от условий функционирования объекта исследования.
В адаптивных системах алгоритм работы изменяется, приспосабливаясь к
изменениям измеряемой величины и условий работы объекта. При
построении адаптивных систем требуется меньшая априорная
информация об объекте исследования, что имеет большое значение при
исследовании малоизученных процессов и явлений.

6.

По принципу действия ИИС бывают сканирующие, многоточечные,
мультиплицированные и параллельного действия.
Сканирующие ИИС используют для исследования однородных
информационных полей: температурных, радиационных и других, при
этом датчик системы перемещается в пространстве. Такие АСК дают
возможность определять значение параметров в любой точке, линии
уровня, значение, расположение и форму экстремумов и т.п.
• Основным элементом таких систем является сканирующий датчик,
который может быть контактным или бесконтактным.
• В зависимости от траектории движения датчика сканирующие
системы бывают с жёстко запрограммированной траекторией
движения датчика или адаптивные, когда траектория сканирования
может измениться в зависимости от получаемой информации

7.

В многоточечных (мультиплексорных) ИИС первичные измерительные
преобразователи размещены сразу во всех точках информационного
поля. Подключение датчиков к каналу осуществляется при помощи
системных коммутаторов – мультиплексоров . В зависимости от
количества физических величин, подлежащих измерению,
многоточечные ИИС имеют одно-, двух- и многоступенчатую систему
коммутаторов.
Мультиплицированные ИИС (система с развёртывающим
уравновешиванием или с общей мерой) применяют в том случае, когда
число измеряемых однотипных параметров доходит до нескольких
десятков. Фактически они представляют собой совокупность
одноканальных измерительных систем, объединённых общей
образцовой мерой (ОМ), устройствами сравнения (УС), одним блоком
управления (БУ) и блоком индикации (БИ). Эти системы имеют меньшее
число элементов по сравнению с ИИС параллельного действия,
обеспечивая практически то же быстродействие. Недостатком является
усложнение элементов сравнения

8.

Мультиплицированная ИИС

9.

ИИС параллельного действия

10.

ИИС параллельного действия представляют собой многоканальную
измерительную систему с использованием микропроцессора (МП) . Это
один из наиболее распространённых видов системы, обладающей
высоким быстродействием, надёжностью, независимым управлением
каждым каналом измерения, отсутствием коммутаторов, возможностью
обслуживания канала без прерывания работы всей системы.
Недостатком системы является её повышенная сложность и стоимость.

11.

Проектирование и внедрение информационных
измерительных систем
Продолжительность создания ИИС зависит от многих факторов:
степени сложности объекта испытаний,
выбора комплекта технических средств,
квалификации и численности проектировщиков,
подготовленности программного обеспечения и т.п.
Проектирование ИИС включает в себя следующие этапы: предпроектная
подготовка, разработка технического проекта, создание рабочего
проекта. Завершается создание системы изготовлением опытного
образца, монтажно-наладочными работами и пуском ИИС в
эксплуатацию.

12.

Микропроцессоры в системах измерения и контроля
Микропроцессор - самостоятельное или входящее в состав ЭВМ
устройство, осуществляющее обработку информации и управляющее
этим процессом, выполненное в виде одной или нескольких БИС.
В общем случае в состав микропроцессора входят: арифметикологическое устройство (АЛУ), блок управления и синхронизации,
запоминающее устройство (постоянное - ПЗУ и оперативное, временное ОЗУ), регистры и другие блоки, необходимые для выполнения операций
вычислительного процесса.
АЛУ осуществляет обработку поступающей из ОЗУ информации по
командам программы, хранящейся в ПЗУ, порядок выполнения которых
определяется блоком управления и синхронизации. Исходные данные,
промежуточные и окончательные результаты вычислений содержатся в
ОЗУ, ПЗУ и специальных регистрах. Часть регистров используют для
организации выполнения программы.
Микропроцессору в ИИС и приборах присущи следующие функции:
контроллерные, вычислительные, тестовые, сервисные и
распределённой обработки данных.

13.

Канал связи
Канал связи - совокупность технических средств и физической среды,
предназначенных для передачи информации.
Канал связи является связующим компонентом измерительной системы.
Основными техническими средствами, входящими в состав канала связи,
являются: передатчики, приёмники, усилители сигналов, кодирующие и
декодирующие устройства, модуляторы и демодуляторы, коммутаторы,
фильтры и др.
Линия связи - совокупность технических средств и физической среды,
обеспечивающих распространение сигналов от передатчика к
приёмнику.
В зависимости от характера сигналов различают линии электрической
(проводной и радиосвязи), звуковой (акустической) и световой, или
оптической связи.
Способность канала связи передавать информацию характеризуется
рядом параметров, важнейшим из которых является пропускная
способность, определяемая максимально возможным количеством
информации, передаваемой за единицу времени. Кроме того, канал
связи характеризуется амплитудно-частотной характеристикой, полосой
пропускания, помехоустойчивостью, шумами и т.д.

14.

Интерфейс ИИС – это совокупность цепей, объединяющих
различные устройства и алгоритмы, определяющая порядок
передачи информации между этими устройствами. Цепи
интерфейса разделяют на три группы: информационные,
адресные и управляющие, обеспечивающие
информационную, электрическую и конструктивную
совместимость.