Обобщённые структурные схемы автоматических средств получения информации

Анализ наиболее общих принципов получения измерительной информации позволяет определить обобщенную структурную схему средств измерений (рис.12.3), присущую практически любому известному либо еще проектируемому измерительному прибору, устройству, системе и т.д. На практике в структуру реального измерительного средства могут не входить некоторые элементы обобщенной структуры, например, средства управления объектом или регистрации результатов.

С точки зрения автоматизации процессов измерения, анализ обобщенной структурной схемы средств измерений (см. рис.12.3) позволяет сформулировать основные пути решения поставленной задачи.

1. Автоматизация сбора измерительной информации. Для автоматизации сбора информации необходимо обеспечить унификацию выходных сигналов измерительных преобразователей физических величин, программно-управляемую коммутацию этих сигналов на общий канал связи, автоматический выбор диапазонов измерения.

Рис. 12.3. Обобщенная структурная схема средств измерений

2. Автоматизация операций измерительной цепи. Измерительная цепь средств измерений представляет собой совокупность преобразовательных элементов, обеспечивающая осуществление всех преобразований сигнала измерительной информации. Прием информации с объекта, фильтрация, предварительная аналоговая обработка сигналов, усиление, аналого-цифровое преобразование и т.д. образуют типовой набор операций, выполняемых в измерительной цепи (канале) прибора или системы. Автоматизация указанных операций должна производиться таким образом, чтобы в процессе функционирования измерительного прибора (системы) отсутствовали ручные операции настройки, регулировки и переключений.

3. Автоматизация передачи информации из измерительной цепи в цифровое вычислительное устройство (ЭВМ, микроЭВМ). Под этим понимается соответствующее согласование измерительной цепи с информационной магистралью вычислительного устройства (технические средства согласования получили название "интерфейс" или для измерительных средств - "приборный интерфейс"). Интерфейс определяет формат передаваемой и принимаемой информации, уровни сигналов, импедансы линий связи, а также организацию управляющих сигналов и соответствующие временные соотношения в них.

Рис. 12.4. Современная аналого-цифровая компьютеризированная схема системы автоматического контроля.

4. Автоматизация обработки измерительной информации. Включение в измерительную цепь вычислительных средств позволяет значительно повысить точность измерительных устройств. Вычислительные средства могут быть выполнены на основе как универсальных, серийно выпускаемых ЭВМ, так и путем разработки специализированных машин. Для целей измерения могут применяться как аналоговые, так и цифровые вычислительные средства, причем последние приобрели в настоящее время более широкое распространение в связи с развитием микропроцессорных средств.

5. Автоматизация индикации и документальной регистрации результатов измерения. Автоматизация этих процессов обеспечивается путем оснащения измерительных приборов (систем) различными периферийными выходными устройствами: принтерами с записью на бумажную или магнитную ленту, графопостроителями, цифровыми индикаторными табло, дисплеями и т.д. При этом должны быть использованы все пути однозначного понятия оператором большого массива информации за счет применения световых, цветовых и звуковых способов выделения наиболее важной информации.

На рис. 12.4 представлена современная аналого-цифровая компьютеризированная схема системы автоматического контроля.

Данная схема дает возможность не только констатировать изменения параметров объекта контроля, но и задавать нормированные воздействия на объект контроля. Сопоставляя с помощью ЭВМ сигналы воздействия с реакцией объекта контроля появляется возможность избавиться от погрешностей, обусловленных неизбежной нелинейностью сигналов с первичных преобразователей, погрешностью линий связи и т.д. Для повышения помехозащищенности информации она может с помощью АЦП (аналого-цифровых преобразователей) и ЦАП (цифро-аналоговых преобразователей) преобразовываться в любой, удобный для передачи вид.

Вопросы для самопроверки по разделу 12

1. Что такое визуализация информации полученной с помощью физических методов контроля?

2.Какие основные задачи решаются с помощью автоматизированных средств измерения?

3.Какие основные элементы входят в компьютеризированную систему автоматического контроля?

Заключение

Мы рассмотрели только основные методы и виды получения информации. Их огромное количество. Это, в первую очередь, разнообразная разведка. Вспомним, чем занимаются геологи – разведкой полезных ископаемых. Используя различные физические методы получения информации, например магнитные методы, они по искажению магнитного поля земли находят залежи железных руд (известная всем нам с детства знаменитая Курская магнитная аномалия). Чем занимаются метеорологи – тоже разведкой и насколько точно они, используя различные физические принципы исследуют метеорологические параметры в разных местах земного шара – настолько точен будет их прогноз. И так во множестве разнообразных наук – от того, насколько точно будут подобраны физические методы получения информации и приборы для их реализации зависит вся наша жизнь, будь то прогноз урожая или улова рыбы, прогноз рождаемости или продление жизни.

И конечно, физические методы используют все разведывательные службы, внутренние спецслужбы государств пользуются всеми “разведывательными методами”, включая получение и анализ информации с помощью техники и электроники (подслушивание, видеонаблюдение и т. д.). Службы внешней разведки многих стран прослушивают также и военные и дипломатические коммуникации других государств. Многие из этих служб контролируют к тому же, если имеют к этому доступ, и гражданские коммуникации других стран. В некоторых государствах спецслужбам дано право контролировать еще и входящие в собственную страну, либо исходящие из нее коммуникации.

Диапазон технических средств для получения информации огромен, начиная с “классических” электросхем  для любителей мастерить и заканчивая хай-тековскими “жучками” за 20 000 ЕВРО. Разведки, естественно,  работают в профессиональном сегменте высокотехнологических средств. С одной стороны, они покупают технику у специализированных частных фирм, с другой стороны - сами ее разрабатывают и модернизируют. Как указывает эксперт по технике прослушивания Манфред Финк, некоторые современные подслушивающие устройства вообще нельзя обнаружить с помощью средств измерительной техники, что увеличивает значение их “физического” поиска. После терактов в США 11 сентября 2001 года тенденция к тотальному контролю получила еще большее развитие. Закон об обеспечении властей соответствующими средствами  наблюдения и контроля для борьбы с терроризмом, известный в Америке под сокращением ”ПАТРИОТ” (PATRIOT - Provide Appropriate Tools Required to Intercept and Obstruct Terrorism), принятый спустя несколько недель после этих событий, дал исполнительной власти новые права по подслушиванию линий связи и сбору данных.

Контроль личных переговоров, телекоммуникаций, компьютерных файлов и систем электронной обработки данных, видео - и аудионаблюдение, спутниковая разведка, биометрические технологии используемые в целях идентификации граждан, промышленный шпионаж – в основе всего этого лежат изученные нами разнообразные физические принципы.

В конце опорного конспекта приведён глоссарий (словарь терминов и определений по данной дисциплине) В глоссарии приведены не только термины и определения, встречающиеся в опорном конспекте, но и термины, встречающиеся в рекомендованной литературе. Это позволит студентам наиболее эффективно пользоваться рекомендованной литературой, не разыскивая специальные термины и определения по разрозненным источникам.