1.7.8.Тендиции развития средств измерения.

Развитие средств автоматизации которое идет по пути создания адап­тивных и интеллекту­альных управляющих систем, требует от информаци­онно-измерительных подсистем повышения качества и объема ин­формации о состоянии объекта и окружающей его среды. Точно также особое внима­ние, которое уделяется созданию безопасной среды жизнедеятельности чело­века, невозможно без достоверного и точного инструментального контроля состояния окружающих нас машин, сооружений, атмосферы и т.п. Все это определяет необходимость в постоянном развитии средств и методов изме­рений. В том числе максимального уменьшения инструментальной и мето­дической погрешности измерений при одновременном повышение быстро­действия измерительных систем и минимизации их влияния на объект. Реше­ние этих задач становится возможным благодаря все более широкому ис­пользованию в современных средствах измерений самых последних дос­ти­жений науки и техники.

Основными направлениями развития технических и методических средств измерений в настоящее время можно считать:

• Обеспечение проведения надежных и высокоточных измерений в трудно­доступных местах и в сложных эксплуатационных условиях, при небла­гоприятном воздействии окружающей среды, высоком уровне шумов и помех различной природы.

• Использование новых физических принци­пов и методов получения инфор­мации об объекте. Дальнейшая миниатюризация измерительных датчиков с использованием нанотехнологий и нано- и квантоворазмерных эффектов.

• Все большее использование бесконтактных волновых дистанционных мето­дов измерений, прежде всего оптических, лазерных и оптоволокон­ных, систем машинного зрения .

• Создание многофункциональные средств измерений, которые должны обес­печить одновременное измерение большого числа физических вели­чин и множественность функций в одном устройстве при минимальных требованиях к его перенастройке.

• Разработка интеллектуальных измерительных систем, т.е. систем способ­ных без участия человека в реальном масштабе времени варьировать ме­тоды и алгоритмы получения и обработки информации в зависимости от изменения параметров объекта, условий окружающей среды и других факторов.

• Развитие специализированного программного обеспечения и новых программных продуктов для обработки измерительной информации и управления измерительными системами.

• Создание комплексных информационно-измерительных систем, охваты­вающих не только единичные технические объекты, но и комплексы объ­ектов или обширные территории.

В измерительной технике все большее развитие получает использование стохастических и нейросетевых методов, математического аппарата нечеткой логики.

Стохастические методы, основанные на статистическом анализа больших массивов данных о случайных флуктуациях параметров объектов, позволяют получить достоверную информацию о состоянии объекта при большой погрешности отдельного измерения. В том числе при малых сигналах и высоком уровне собственных шумов объекта.

С помощью нейросетевых методов обычно решается задача определения локальных значений параметров объекта по их известному пространственному распределению. Т.е. с помощью распределенных сетей датчиков, методов компьютерного моделирования и обучения реализуется решение так называемых обратных одномерных и многомерных задач измерений.

Методы нечеткой логики позволяют повысить точность измерений в условиях, когда невозможно точно определить характер воздействия на результат измерений изменений в окружающей среде и нестабильности характеристик самого объекта измерений.

Контрольные вопросы

1. Поясните структуру микропроцессорного измерительного прибора

2. Какие основные задачи решает блок аналоговой обработки микропроцессорного прибора.

3. В чем состоит задача устройства выборки и хранения АЦП

4. Какие основные элементы входят в состав устройств преобразования аналогового сигнала в цифровой.

5. Поясните физический смысл теоремы Котельникова и частоты Найквиста.

6. Объясните, почему АЦП двух стадийного го интегрирования используется много чаще, чем АЦП параллельного преобразования.

7. Какие функции выполняет микропроцессор в измерительных приборах.

8. В чем заключаются преимущества встраиваемых измерительных систем и в каких случаях их можно эффективно использовать.

9. Какие требования предъявляются к средствам информационного обмена в измерительных системах.

10. Что такое «канал общего пользования», для каких целей он служит и на каких принципах основывается его работы