Файл: Каверкин, И. Я. Анализ и синтез измерительных систем.pdf

цифропечатающим устройством. При возврате параметра в зону допустимых значений происходит повторная регистрация его зна­ чения. При этом в начале каждой строки бланка регистрации пе­ чатается время обнаружения первого в данном цикле опроса откло­ нившегося или вновь принявшего допустимое значение параметра.

Код времени формируется цифровыми часами, установленными на ДП.

В режиме «слежение», выбираемом диспетчером, кроме регистра­ ции параметров при выходе и возвращении их в зоны допустимых

Рис. 3-24. Структурная схема аппаратуры диспетчер­ ского пункта

Независимо от выбранного режима работы («обнаружение» или «слежение») один раз в час, в режиме «часовая печать» регистри­ руются все опрашиваемые параметры. Помимо измерительных опе­ раций, в этих режимах система формирует, передает и принимает сигналы телесигнализации о положении двухпозиционных объек­ тов КП. Кроме перечисленных циклических режимов, в системе может быть задан режим телеизмерения по вызову диспетчера, при котором выполняется периодический опрос одного и того же выбран­ ного датчика.

По сигналу вызова, посылаемого с ДП, на соответствующем КП включается вызываемый измерительный преобразователь и резуль­ таты измерения передаются на ДП, где и воспроизводятся на циф­ ровом табло пульта управления.

Система может быть также переведена в режим, при котором между диспетчером и всеми абонентами выбранного диспетчером куста устанавливается телефонная связь. Для проверки аппара­ туры диспетчерского пункта предусмотрен режим «контроль». В этом режиме система переводится на телеизмерения по вызову сигналов контрольного приемо-передатчика, установленного на ДП.

В процессе работы система аппаратуры диспетчерского пункта соединяется только с одним кустом — с тем, к которому подключен опрашиваемый измерительный преобразователь.

Измерительные преобразователи, входящие в состав системы, представляют собой первичные измерительные приборы (мано­ метры, дифманометры), объединенные конструктивно с преобразо­ вателями «угол—код», и выполняют преобразование измеряемого параметра (давление или расход жидких и газообразных сред) в се­ миразрядный циклический параллельный двоичный код.

Обмен информации между ДП и КП ведется последовательным кодом. Преобразование кода осуществляется приемо-передатчи- ками.

В системе Е-76 по каналам связи передаются следующие сиг­ налы:

1)сигналы вызова измерительного преобразователя, состоящие из 6 элементов; 5 элементов передают номер вызываемого приемо­ передатчика КП (одного из 30) и шестой элемент — номер вызывае­ мого преобразователя (одного из двух);

2)ответные сигналы выбранного приемо-передатчика КП, со­

стоящие из 5 элементов и передающие «квитанцию» — номер отве­ тившего приемо-передатчика;

3) сигналы о состоянии двухпозиционных объектов на опраши­ ваемом КП (один элемент);

4) сигналы телеизмерения — значения измеряемого параметра (7 элементов);

5) сигналы телефонного вызова персонала с КП или ДП.

С и с т е м а д л я в и б р а ц и о н н ы х и с п ы т а н и й . Один из распростра­

ненных видов испытаний конструкций современных технических средств — их вибрационные испытания в условиях, наиболее при­ ближающихся к эксплуатационным [27].

На рис. 3-25 приведена структурная схема измерительной си­ стемы, решающей задачу создания и поддержания вибраций, из­ меняющихся по случайному закону с заданной спектральной плот­ ностью на выходе резонансной динамической системы. Исполни­ тельным устройством такой системы является мощный электроди­ намический вибратор В, на вход которого подается случайный про­ цесс, а на вибростенде крепится испытуемое изделие. Создание и поддержание случайных вибраций с заданной спектральной плот­ ностью обеспечивается с помощью набора формирующих фильтров ФФ1—ФФп, разделяющих исходный широкополосный процесс, возбуждаемый генератором белого шума ГБШ, на узкополосные компоненты. Мощность сигнала в каждой узкой полосе регулиру­ ется усилителями У 1—Уп с переменным коэффициентом усиления. Выходные сигналы системы формирования суммируются в сумма­ торе С, и на усилитель мощности УМ, вибратор В и изделие И воз­ действует широкополосный случайный процесс. На выходе системы сигналы от датчика вибрационных нагрузок изделия разделяются вновь на ряд узкополосных компонентов набором анализирующих фильтров АФ1—АФп, аналогичных фильтрам системы формиро­ вания. Сигналы анализирующей части системы детектируются де­ текторами Д1—Д п и сглаживаются сглаживающими фильтрами

116

СФ1—СФп. Среднеквадратичные значения сигналов в каждой ча­ стотной полосе, соответствующей даннЪму фильтру (каналу), пе­ редаются на входы компараторов К1—Кп. Распределение средне­ квадратичных значений UCKi по каналам характеризует текущую спектральную плотность вибраций, воздействующих на изделие. Желаемая форма спектральной плотности задается эталонными напряжениями U3l—U3n. Сигналы рассогласования с выходов компараторов подаются на регуляторы Р1— Рп, которые в свою очередь управляют изменением коэффициентов усиления усилите­ лей У1—Уп.

Рис. 3-25. Структурная схема измерительной системы для проведения виб­ рационных испытаний

с применением ИИС, в особенности обладающих сочетанием высо­ кого быстродействия и точности, может сопровождаться большим количеством избыточной информации. В тех случаях когда эта из­ быточность не может быть использована, ее сокращение приобре­ тает важное значение с то’чки зрения последующей обработки и ана­ лиза полученных результатов измерений.

Примером одного из исполнений ИИС, выполняющей функции обработки информации в тракте измерений и сокращения избыточ­ ности результатов, является система «Логика». Система рассчитана на измерение входных сигналов, представленных напряжением постоянного тока, со скоростью до 1000 измерений в секунду (рис. 3-26). Коммутатор на 16 каналов последовательно подключает измеряемые величины на вход общего для всех каналов аналого-

117

цифрового преобразователя. Результаты измерений регистрируются быстродействующим цифровым печатающим устройством. Скорость регистрации составляет двадцать шестнадцатиразрядных строк

равляются коммутатором в соответствии с ритмом опроса каналов.

Рис. 3-26. Структурная схема измерительной системы «Логика»

Получая с выхода аналого-цифрового преобразователя информацию, они обрабатывают ее и формируют сигналы, разрешающие реги­ страцию только тех результатов измерений, которые оказываются необходимыми для последующего анализа и соответствуют режиму работы, выбранному для данного измерительного канала.

Такими режимами (для каналов, снабженных УЛИ) могут быть:

1.Измерение экстремальных значений (максимумов и миниму­ мов) входного сигнала.

2.Измерение тех промежуточных значений сигнала, которые являются необходимыми и достаточными для последующего восста­ новления по ним исходного процесса с заданной погрешностью аппроксимации.

3.Измерение принудительное через заданный интервал вре­ мени в тех случаях, когда в течение этого интервала от УЛИ не по­ ступят сигналы на регистрацию.

118

4. Измерение первых конечных разностей результатов после­ дующих у. и предыдущих у._г измерений.

Следует заметить, что при малых и конечных интервалах кван­ тования по времени Аtt получаемые значения

можно с определенным приближением принять в качестве первых производных изменения входного сигнала, являющихся его допол­ нительной характеристикой.

Работа устройств логики измерений основана на сравнении сле­ дующих друг за другом результатов измерений и формирования сигналов управления регистрацией в зависимости от характера изменения входного сигнала во времени и допустимых значений

ловливает появление на выходе УЛИ сигнала на регистрацию экс­ тремальных значений.

Применение устройств логики измерения в данной системе в за­ висимости от того, как меняются сигналы на входе, и выбранного

распространение измерительные информационные системы скани­ рующего типа для опознавания образов. Подобные системы при­ меняются, в частности в различных областях анализа морфологи­ ческих структур (гистология, металловедение, электронная микро­ скопия и т. д.) для целей распознавания видовой принадлежности структуры как при нормальных условиях, так и при различного рода воздействиях и выявления количественных взаимосвязей типа «структура—воздействие—реакция на воздействие—структура».

На рис. 3-27 показана структурная схема системы сканирую­ щего типа для распознавания и машинного анализа морфологиче­ ских структур по их статистическим характеристикам [12]. На схеме исследуемый образец (морфологический препарат) скани­ руется оптическим (видимая, ультрафиолетовая или инфракрасная область спектра) или электронным пучком в режиме прохождения или отражения, который формируется сканирующим устройством. Сканирующий пучок монохроматизируется монохроматором. Из­ менение выходного сигнала измерительного преобразователя, вос­ принимающего информацию от образца, происходит в соответствии с тем, пропускается или отражается сканирующий пучок различ­ ными участками структуры. Усиленный усилителем сигнал изме­ рительного преобразователя регистрируется непосредственно ана­ логовыми устройствами (самописцем, осциллографом) или после аналого-цифрового преобразования в цифровую форму запоми­ нается на ленте магнитного накопителя, на перфоленте и регистри­ руется печатающим устройством. Одновременно с регистрацией и

119