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

Анализатор системы имеет 33 параллельных канала с третьоктавными фильтрами со средними частотами от 22,5 гц до 20 кгц. В стандартном варианте анализатора три свободных канала могут быть использованы для подключения дополнительных фильтров с целью расширения верхней или нижней части частотного диапа­ зона.

Показ полного спектра на экране обновляется каждые 21 мсек. Цифровой индикатор дает значение составляющей спектра в выб­ ранном канале. Значение той же составляющей изображается на спектре стробом.

Врежиме контроля спектра шума или вибрации осуществляется сравнение результатов частотного анализа с эталонными частот­ ными спектрами, источником которых является генератор частот­ ного спектра (на схеме рис. 3-31 не показан).

Вслучае превышения уровня эталонного спектра той или иной составляющей контролируемого спектра яркость соответствующих этим составляющим стробов на экране трубки увеличивается по сравнению со стробами, уровни которых находятся в допустимых пределах. Для большей наглядности одновременно с контролируе­ мым спектром на экране может быть показан и эталонный спектр. Это дает возможность оценивать по отношению к эталонному спектру величины всех частотных составляющих контролируемого спектра, а не только тех, которые превысили допустимый уровень.

Преобразование аналоговых величин, получаемых, при анализе,

вцифровую форму (параллельный двоично-десятичный код 8—4— —2— 1) выполняется аналого-цифровым преобразователем, встро­

енным в устройство управления и индикации. Скорость считывания результатов преобразования зависит от быстродействия устройств, воспринимающих информацию в цифровой форме (вычислительная машина, телетайп, перфоратор). Минимальное время считывания не превышает 2,15 мсек.

Самописец уровня обеспечивает регистрацию напряжений по­ стоянного и переменного тока и имеет два линейных и четыре ло­ гарифмических диапазона; предусмотрено 12 различных скоростей движения бумажной ленты.

В случае регистрации напряжения переменного тока самописец подключается непосредственно к выходу соответствующего филь­ тра анализатора.

Скорость работы телетайпа, перфоратора и устройства считы­ вания с перфоленты составляет соответственно 10, 75 и 125 зн./сек. Вычислительная машина имеет память на сердечниках, равную 4096 16-разрядных слов.

Обмен информацией осуществляется по команде запроса данных, поступающих в анализатор от машины. По этому сигналу выпол­ няется аналого-цифровое преобразование, которое занимает при­ мерно 30 мсек. По окончании преобразования анализатор выдает сигнал готовности информации к передаче в машину. После считы­ вания данных приемник информации передает в анализатор сигнал

127

о приеме данных. Этот же сигнал выполняет роль команды для под­ ключения ко входу аналого-цифрового преобразователя следую­ щего канала анализатора и т. д.

Сопряжение анализатора с другими приемниками цифровой информации обеспечивается с помощью устройств связи (согласую­ щих устройств). Назначение этих устройств —- преобразование выходного кода анализатора в слова необходимого формата (длины).

К особенностям системы следует отнести сочетание развитой аналоговой ее части (анализатор, самописец, стрелочный прибор) и аналогового индикатора с цифровыми устройствами представле­ ния информации (цифровой индикатор, телетайп), ее обработки и хранения (перфоратор, телетайп).

Г Л А В А Ч Е Т В Е Р Т А Я

АГРЕГАТНЫЙ КОМПЛЕКС СРЕДСТВ

э л е к т р о и з м е р и т е л ь н о й т е х н и к и

4-1. Основные принципы построения

Анализ современного состояния и развития электроизмеритель­ ной техники показывает, что она располагает достаточно мощным и развитым арсеналом средств измерения электрических и магнит­ ных величин, параметров электрических цепей, электрофизических свойств веществ и материалов. Однако до недавнего времени при разработке большинства этих средств не предусматривалось сов­ местное их использование в составе других средств, более сложных по своей структуре и организации. Это ограничивало их примене­ ние в виде только отдельных, автономных приборов, предназначен­ ных для измерения одной величины или небольшой группы, как правило, однородных электрических (магнитных) величин.

Метод индивидуального проектирования получил преимущест­ венное распространение и при создании измерительных информа­ ционных систем. Такие системы строятся применительно к обслу­ живанию определенных объектов или решению конкретных задач. Подобная практика проектирования существенно затрудняет бо­ лее гибкое и широкое использование систем для других целей. Из­ менение требований к системам данного вида, даже если они и не принципиального свойства, приводит обычно к необходимости раз­ работок новых моделей. Если учесть, что круг задач, решение ко­ торых становится возможным с применением ИИС, безграничен, то частный подход к их решению может, в свою очередь, привести к созданию столь же неограниченного числа моделей систем и функ­ циональных средств, используемых при их построении. Отсутст­ вие ограничений, накладываемых на номенклатуру этих средств, несомненно окажется причиной серьезного усложнения организа­ ции производства; увеличения продолжительности разработки и

128

промышленного освоения; значительного удорожания как самих функциональных средств, так и систем на их основе. Более того, по существу, исключается возможность синтеза ИИС, требующих всякий раз в процессе своего проектирования создания новой тех­ нической базы.

С точки зрения экономических и технических показателей не имеет сколь-нибудь существенных преимуществ и метод проектиро­ вания ИИС, предусматривающий создание универсальных моделей систем, отличающихся повышенной функциональной и аппаратур­ ной избыточностью. В то же время рассмотрение основных структур (гл. 3) и большого числа моделей ИИС отечественного и зарубеж­ ного производства позволяет установить не только определенную общность средств, применяемых в составе систем (на уровне функ­ циональных устройств), но также и ограниченность их перечня по функциональному назначению. Это создает объективные предпо­ сылки совершенно иного подхода к проектированию и организа­ ции последующего промышленного производства систем, основу реализации которых составляет агрегатный комплекс средств элек­ троизмерительной техники (АСЭТ). АСЭТ представляет собой со­ вокупность технических средств электроизмерительной техники, характеризующуюся метрологической, информационной, конструк­ тивной и эксплуатационной совместимостью этих средств, обеспе­ чивающих автоматизацию измерений в промышленности и науч­ ных исследованиях и предназначенных для построения на их ос­ нове измерительных информационных систем; применения в со­ ставе информационных систем, построенных на основе средств дру­ гих агрегатных комплексов; использования в виде автономных приборов и устройств.

Общий подход к построению агрегатного комплекса кратко сводится к следующему:

1.Устанавливается совокупность измерительных задач, реше­ ние которых должно производиться на основе применения измери­ тельных или иных информационных систем, использующих для своего построения средства электроизмерительной техники.

2.Разрабатывается совокупность структур систем (на уровне функциональных устройств), отражающих алгоритмы решения измерительных задач, анализируется общность применяемых функ­ циональных устройств и их перечень.

3.Определяется структура и состав средств агрегатного ком­ плекса, необходимых для построения ИИС различных типов и на­ значений.

Конкретизируя определение АСЭТ и положения общего под­

хода к его созданию, рассмотрим наиболее важные принципы, составляющие основу практической реализации комплекса (рис. 4-1):

1. Функциональная полнота агрегатного комплекса, характе­ ризующая его количественную, качественную стороны и достаточ­ ность набора средств для построения ИИС, различных по назна­ чению.

129

130

Рис. 4-1. Принципы агрегатирования

2. Совместимость всех средств агрегатного комплекса, обеспе­ чивающая их применение в различных сочетаниях в составе изме­ рительных или иных информационных систем. Свойства совмести­ мости проявляются, в частности, в возможности физического сопря­ жения (механического, сигнального) и учета взаимного влияния совместно функционирующих средств комплекса без необходимости применения дополнительных (не входящих в АСЭТ) приспособле­ ний и устройств.

К числу обязательных для средств агрегатного комплекса ви­

средств, обеспечивающее согласованность входных и выходных сигналов — носителей измерительной и служебной информации при совместном применении этих средств;

метрологическая — свойство технических средств, обеспечи­ вающее согласованность метрологических характеристик этих средств по установленным критериям (согласованность параметров входных и выходных цепей и обеспечение единства нормирования метрологических характеристик) при совместном применении;

конструктивная — свойство технических средств, обеспечиваю­ щее согласованность конструктивных параметров, эргономических и эстетических требований и механическое совмещение (сопряже­ ние) этих средств при совместном применении;

эксплуатационная — свойство технических средств, обеспечиваю­ щее согласованность эксплуатационных параметров этих средств при совместном применении в определенных условиях эксплуатации.

Необходимая степень согласованности, учитывающей различ­ ные виды совместимости, выражается количественно посредством установленных параметров и допусков.

3.Оптимальность состава агрегатного комплекса, означающая обеспечение его функциональной полноты при одновременной ог­ раниченности числа моделей средств АСЭТ и минимизацию затрат на их создание. Практическое развитие этот принцип получает при разработке рациональных рядов средств комплекса и их ключевых параметров, унифицированных конструкций, функциональных эле­ ментов и сигналов—носителей информации.

4.Уровень агрегатирования /Сагр> который может быть охарак­ теризован как отношение количества унифицированных средств комплекса УѴу, регламентированных рациональными рядами, к об­

щему числу его средств N :

мых его структурой, но для которых в данное время еще не могут быть определены рациональные ряды. К ним, в частности, отно­ сятся специализированные средства обработки информации, сред­ ства управления и формирования внешних воздействий, представ­ ляющих с точки зрения унификации наибольшую сложность.

131