Интеллектуальные измерительные системы

Интеллектуальные измерительные системы способны выполнять все функции измерения и контроля в реальном масштабе времени. Это поз­воляетсистеме осуществлять функцииизмеренияи контроля «высокого уровня» без задействования больших и дорогих ЭВM. При автономном функционировании такая система обеспечивает непрерывные измерения и контроль заданных параметров, сбор данных и обработку сигналов. Модульная конструкция позволяет осуществлять постепенное расширение существующейсистемы путем введения дополнительных модулей и, на­конец, превращениеее в систему средств супервизорного иди цифрового управления измери­тельным экспериментом путемвключения в нее мини-ЭВМ.

Интеллектуальные измерительные системы могут индивидуально программироваться на выполнение специфических задач, используя программируемый терминал (программатор) для ввода параметров конфигурирования. Системы обычно имеют средст­ва представления информации: дисплеи для визуализации мнемонических символов команд, циф­ровые индикаторы, дающие оператору всю необхо­димую информацию, а также клавиши переключе­ния видов работы. Резервный блок питания обес­печивает сохранность программы при отключении питания на длительный период времени.

Интеллектуальные измерительные системы имеют значительные преимущества перед тради­ционными, описанными выше.

1. Универсальность – стандартные интерфейсы обеспечивают простое подключение к любим системам и оборудованию.

2. Надежность – высокая надежность на каждом системном уровне, а также применение четко определенных и уни­версальных методов обеспечивают безотказную работу.

Высокое быстродействие контуров управления процессами измерения и контроля любого произ­водства, а также высокая скорость сбора дан­ных.

Взаимозаменяемость, поскольку интеллектуальные системы выпускают­ся в виде стандартных устройств, индивидуаль­но программируемых в расчете на их специфи­ческие функции, каждое из них может быть за­менено другим того же функционального назна­чения. Поэтому каждая система может рассмат­риваться, как резервная для любого типа систем того же класса, что снижает, число дополни­тельных резервных средств намерения, контроля и регулирования и сводит к минимуму ава­рийный период в маловероятном случае выхода из строя какого-либо элемента.

Структуры интеллектуальных измерительных систем интегрируют в себе все лучшие стороны рассмотренныхв этом разделе систем, но более насыщены микропроцессорной и вычислительной техникой.

Применение интеллектуальных измерительных систем позволяет создать алгоритмы измерений, которые учитывают рабочую, вспомогательную и промежуточную информацию о свойствах объекта измерений, условия измерений, предъявля­емые специфические требования и накладываемые ограничения.Обладая способностью к перенастройке в соответст­вии с изменяющимисяусловиями функционирова­ния интеллектуальные алгоритмы позволяют по­высить метрологическийуровень измерений.

Примером интеллектуальной измерительной системы может служить набор приборов NI ELVIS для учебной лаборатории (рис 5.39)

Компания National instruments представляет универсальный набор приборов для создания образовательных лабораторий в высших учебных заведениях – NI ELVIS. Комплекс NI ELVIS состоит из многофункциональной компьютерной платы ввода-вывода сигналов, специально разработанной настольной станции и съемной платы прототипа (монтажной панели) для создания лабораторных работ. Управление комплексом сбор и обработка данных производится с помощью виртуальных приборов (ВП), созданных в программной среде LabVIEW. Программный код на LabVIEW всех приборов является открытым. Имеются драйверы под LabVIEW для всех приборов, поэтому можно модифицировать ВП в соответствии с конкретными требованиями и создавать собственные приложения.

Программное обеспечение NI ELVIS включает в себя большое количество виртуальных приборов: цифровой мультиметр; осциллограф; генератор сигналов произвольной формы; программно управляемый источник питания; частотно-фазовый анализатор; анализатор импеданса; анализатор динамических сигналов; двухпроводный вольтамперный анализатор; трехпроводный вольтамперный анализатор.

Многофункциональная DAQ плата NI PCI-6014 (или NI PCI-6070E): 16 аналоговых входов, частота дискредитации 200 кГц (или 1,25 МГц); 2 аналоговых выхода, частота дискредитации 10 кГц (или 1 МГц); разрешение 16 бит (или 12 бит); максимальная амплитуда аналогового сигнала ±10 В; 8 цифровых линий входа-выхода; два 24-битных счетчика/таймера.

Настольная станция имеет регулируемый источник питания от -12 до +12 В (программное или ручное управление не зависит от платы ввода-вывода сигналов); регулируемый генератор сигналов до 250 кГц (программное или ручное управление не зависит от платы ввода-вывода сигналов); встроенный блок питания ±15 В и ±5 В; входы цифрового мультиметра и осциллографа; встроенная защита короткого замыкания и превышения напряжения.