-
Задачи и компоненты автоматизации измерений и контроля
В настоящее время по количеству измерений преобладают автоматизированные измерения. АИИС применяются для измерения различных величин, выдаче результатов измерения в конечном, удобном для анализа, виде. Системы автоматизации измерений и контроля, в добавок к функциям АИИС, обрабатывают результаты измерений, сравнивая их с допускаемыми уставками, и вырабатывают управляющие сигналы для изменения параметров объекта измерений. Такие системы применяются в производстве продукции по определенной технологической цепочке и называются АСУ ТП. Область применения АСУ ТП очень велика это например нефтехимическая промышленность, металлургия, энергетика. Главной задачей АИИС является получение результатов измерений без участия человека. Т.о. можно провести классификацию ИС на собственно измерительные - только получение результатов измерений, на системы испытаний - имеющие возможность управлять воздействующими на объект факторами, и системы контроля - имеющее возможность изменять параметры объекта измерений.
-
Техническое обеспечение автоматизации измерений и его базовые элементы.
В общем виде АИИС и АСУ ТП состоят из следующих компонентов: первичный преобразователь(2), вторичный преобразователь(3), ЭВМ (4), генератор управляющих сигналов (5), исполнительный механизм (6), воздействующий на объект измерений (1).
1
2
3
4
6
5
А
ИВК
…
УСПД
ПП
-
Программное обеспечение автоматизации измерений.
ИВК работает по определенному алгоритму, программе. Программное обеспечение должно удовлетворять нескольким требованиям: быть защищенным от изменения кода программы(от «взлома») и иметь возможность идентификации установленного ПО, не вносить погрешностей в результат измерений больше, чем заявленные в описании ПО после аттестации по МИ 2174 (обычно не больше единицы младшего разряда для хороших ЭВМ 10-40), обеспечивать хранение измерительной информации в течение долгого времени, иметь возможность санкционированного конфигурирования. В качестве примера можно привести ПО SCADA для крупных АСУ ТП, в котором из стандартных блоков в виде емкостей, реакторов, холодильников, печей модно собрать любой технологический процесс и установить границы изменений параметров ТП. Для электроэнергетики в АИИСКУЭ существует несколько программ для верхнего уровня АИИС. Например «ЭКОМ-3000», работающего вместе с УСПД ЭКОМ, «Пирамида-2000», работающее вместе с УСПД «Сикон».
-
Нормируемые метрологические характеристики автоматизированных средств измерений.
Средства измерений можно использовать только тогда, когда известны их метрологические характеристики. Обычно указываются номинальные значения параметров средств измерений и допускаемые отклонения от них. Сведения о метрологических характеристиках приводятся в технической документации на средства измерений или указываются на них самих. Нормируемые метрологические характеристики автоматизированных СИ регламентирует ГОСТ 8.009. Раздел 2 называется «номенклатура метрологических характеристик» в нем перечислены следующие МХ:
Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправки):
- Функция преобразования измерительного преобразователя, а также измерительного прибора с неименованной шкалой или со шкалой, отградуированной в единицах, отличных от единиц входной величины,-f(x).
- Вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда кода.
Характеристики систематической составляющей погрешности средств измерений:
- Значение систематической составляющей
- Значение систематической составляющей, математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение систематической составляющей погрешности. При этом систематическая составляющая погрешности средств измерений рассматривается как случайная величина на множестве средств измерений данного типа.
Характеристики случайной составляющей погрешности средств измерений:
-среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности или
-среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности, нормализованная автокорреляционная функция или функция спектральной плотности случайной составляющей погрешности.
Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам:
- функции влияния
- изменения значений MX средств измерений, вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах.
Полная динамические характеристика :
-переходная характеристика
-импульсная переходная характеристика;
-амплитудно-фазовая характеристика;
-амплитудно-частотная характеристика для минимально-фазовых средств измерений;
-совокупность амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик;
-передаточная функция.
Частные динамические характеристики:
-время реакции;
-коэффициент демпфирования;
-постоянная времени;
-значение амплитудно-частотной характеристики на резонансной частоте;
-значение резонансной собственной круговой частоты.
Частные динамические характеристики аналого-цифровых преобразователей (АЦП), цифровых измерительных приборов (ЦИП),а также цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП):
-время реакции;
-погрешность датирования отсчета;
-максимальная частота (скорость) измерений.
Для АЦП и ЦАП динамические характеристики следует указывать с учетом времени выполнения служебных операций, предусмотренных интерфейсом, в котором выполнены устройства обмена информацией этих средств измерений.
Характеристики средств измерений, отражающие их способность влиять на инструментальную составляющую погрешности измерений вследствие взаимодействия средств измерений с любым из подключенных к их входу или выходу компонентов (таких как объект измерений, средство измерений и т.п.). Примерами характеристик этой группы являются входной и выходной импедансы линейного измерительного преобразователя.
Неинформативные параметры выходного сигнала средства измерений.