Глава 1. Основные компоненты контрольно-измерительных приборов и систем
1.1. Измерительная система
Для правильного понимания, что является предметом изучения дисциплины «Контрольно-измерительные приборы и системы», необходимо ввести понятие измерительная система.
Измерительная система (ИС) - Совокупность измерительных, связующих, вычислительных компонентов, образующих измерительные каналы, и вспомогательных устройств (компонентов измерительной системы), функционирующих как единое целое, предназначенная для:
получения информации о состоянии объекта с помощью измерительных преобразований, в общем случае, множества изменяющихся во времени и распределенных в пространстве величин, характеризующих это состояние; машинной обработки результатов измерений; регистрации и индикации результатов измерений и результатов их машинной обработки; преобразования этих данных в выходные сигналы системы в разных целях. ИС обладают основными признаками средств измерений и являются их разновидностью [ГОСТ Р 8.596, статья 3.1].
Измерительный канал измерительной системы (ИК ИС) - конструктивно или функционально выделяемая часть ИС, выполняющая законченную функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерений, выражаемого числом или соответствующим ему кодом, или до получения аналогового сигнала, один из параметров которого функция измеряемой величины (рис. 1.1.1). Примечание: измерительные каналы ИС могут быть простыми и сложными. В простом измерительном канале реализуется прямой метод измерений путем последовательных измерительных преобразований. Сложный измерительный канал в первичной части представляет собой совокупность нескольких простых измерительных каналов, сигналы, с выхода которых используются для получения результата косвенных, совокупных или совместных измерений или для получения пропорционального ему сигнала во вторичной части сложного измерительного канала ИС.
Измерительная система
Рис. 1.1.1. Схема прохождения сигнала
В последнее время все более широкое применение находит микропроцессорная измерительная техника – измерительная система, устройство сбора данных которой включает микропроцессор, работающий по программе. Сложные современные технологические процессы с системами автоматизированного управления также требуют комплекса средств контроля, которые часто интегрированы с системами управления технологическими процессами. Поэтому, в последнее время часто говорят о распределенной контрольно-измерительной системе, или системе распределенного интеллекта, которая включает в себя множество связанных с собой контрольно-измерительных приборов. Построение таких систем в настоящее время, чаще всего делается на базе компьютерных технологий, что позволяет всем контрольно-измерительным приборам (КИП) работать в едином связующем программном поле, а стало быть, иметь сетевые коммуникации. При таком подходе КИП включает в себя измерительные датчики, модули сбора данных и компьютерные системы. Такая концепция комплексов КИП делает их легко масштабируемыми и обслуживаемыми и более экономичными. Программная оболочка КИП позволяет легко реализовать любой ретроспективный анализ получаемых данных, и интегрировать их в системы автоматического управления. Наиболее известным способом построения таких комплексов КИП являются технологии фирмы National Instruments (NI), включающие аппаратные и программные средства (графическая среда программирования LabVIEW). Контрольно- измерительные приборы, реализованные в компьютерной системе по технологии NI, могут быть преобразованы в виртуальные приборы (ВП).