Типовые структуры ВИС

используются для
контроля параметров
микроклимата, метеорологических
характеристик атмосферы,
сейсмоакустических и

акустических измерений, в
системах контроля состояния энергетических установок и др.
Типовая структура такой системы показана ниже.

Измерение характеристик физических процессов

Д-ИП-К-НУ-АЦП-VI ) измерительная система может проводить измерения различных сигналов. В

настоящее время выпускаются платы АЦП нескольких типов. Они различаются по разрядности, быстродействию и точности. Зависимости данных параметров приведены на диаграммах:

быстродействие

разрядность

разрядность

точность

Динамические характеристики ВИС

физической величины и получение ее характеристик в реальном времени связано

с анализом динамических свойств виртуального измерительного канала (ВИК), системы.

1. Cложностью выбранного алгоритма

2. Его программной реализацией

3. Быстродействием ПК- чем сложнее программная реализация, тем больше времени требуется для обработки

Нахождение математического ожидания

Нахождение мощности спектра через разложение Фурье

или

получения значения характеристики измеряемой величины складывается из времени АЦП -

ТАЦП, времени передачи данных через интерфейс - ТИФ , времени реализации виртуальной части измерительного канала - ТВИК.

где ТД - время дискретизации измеряемой величины.

Синхронный режим может быть реализован при условии:

ТД > ТАЦП и ТД > ТИФ + ТВИК

1) ТАЦП > ТИФ + ТВИК

Асинхронный режим может быть реализован в нескольких вариантах:

- после завершения АЦП осуществляется передача данных в режиме прерывания или по сигналу “готовность”;

2) ТАЦП < ТИФ + ТВИК

- после выполнения всех виртуальных ИП производится ввод результатов АЦП и АЦП запускается на следующее измерение;

Реализация ВИК

вариант размещением на модуле АЦП дополнительного запоминающего устройства (ЗУ) и

таймера (Т), которые обеспечат получение массива мгновенных значений измеряемого сигнала. Структура такой системы показана на рисунке:

Реализация ВИК с ЗУ и таймером

шагом дискретизации τ. С учетом значения τ реализуются измерительные алгоритмы

обработки сигнала во времени, анализа его корреляционных и спектральных характеристик.

Последний вариант обеспечивает возможность измерения характеристик высокочастотных сигналов.

Например, восьми разрядный
АЦП с быстродействием 100нсек позволит анализировать сигналы с частотой до 1 МГц , а канал передачи данных обеспечивает обмен со скоростью до 1 Мгц. Если предположить, что частота дискретизации 500 Кгц, то уже сигнал с частотными свойствами до 100 Кгц могут быть измерены (восстановлены) достаточно точно, а погрешность измерения сигналов до 50 Кгц будут измеряться единицами процентов и меньше.

Δ t1

Δ t2

Δ x

Реализация ВИК с различными АЦП

только конкретного отдельного
физического процесса, а модели всего объекта исследования

(контроля). При этом появляется возможность оптимизировать не только структуру и характеристики измерительного канала, а определять точки проведения измерений в пространстве, анализировать адекватность принятой модели объекта, корректировать модель, анализировать и отображать взаимные характеристики процессов и объектов, анализировать взаимные влияния и факторы воздействия, работая в интерактивном режиме.
Модель объекта может представлять структурную схему объекта с пространственным размещением его важных элементов, модели функционирования каждого элемента, всех режимов его работы (нормальный, аварийный, предаварийный, холостой и др.), функциональную взаимосвязь с другими элементами и их режимами работы, с факторами воздействия и т.д.
В важных точках объекта размещаются датчики и создаются ВИК, размещаются устройства отображения результатов измерений. Результаты измерения характеристик объекта, их анализа могут отображаться на индикаторных устройствах в удобном принятом для исследуемых систем виде.

Управление измерительным экспериментом

реальные дает возможность сравнить характеристики ВИК и свойства выбранных моделей

с характеристиками реального объекта и при необходимости скорректировать (изменить) их.

Структурная схема виртуальной ИИС управления измерительным
экспериментом: