Раздел 4 Автоматизация измерений
Основные направления автоматизации измерительного процесса
Необходимость измерения огромного количества разнообразных
физических величин потребовала разработки средств измерений,
позволяющих получать необходимую информацию без непосредственного
участия человека, т.е. выполняющих измерения автоматически.
Автоматизация позволяет обеспечить:
- сбор измерительной информации в местах, недоступных для человека;
- длительные, многократные измерения;
- одновременное измерение большого числа величин;
- измерение параметров быстропротекающих процессов;
- измерения, характеризующиеся большими массивами информации и
сложными алгоритмами ее обработки.
Следует различать полную и частичную автоматизацию. Процесс
измерения, при котором обратная связь управления осуществляется без
участия человека называется автоматическим. Если оператор является
одним из звеньев в цепи получения измерительной информации – речь идет
об автоматизированных измерениях.
Автоматические средства измерений в процессе своего развития
прошли ряд этапов становления.
На первом этапе развития автоматизации подвергались лишь средства
сбора измерительной информации и ее регистрации на аналоговых
индицирующих и регистрирующих устройствах. Обработку результатов
измерений и выработку соответствующих решений и исполнительных
команд осуществлял оператор. В подобных системах управления объектом
средства измерений представляли собой набор отдельных измерительных
приборов. В результате при измерении большого числа параметров объекта
оператор был не в состоянии охватить всю полученную информацию и
принять оптимальное решение по управлению объектом. Это приводило к
расширению штата обслуживающего персонала, к снижению надежности и
качества управления и возрастанию эксплуатационных расходов.
На втором этапе все возрастающие требования к средствам
измерений, обусловленные интенсификацией потоков измерительной
информации, привели к созданию информационно – измерительных систем.
В отличие от измерительного прибора информационно – измерительная
система обеспечивает измерение большого количества параметров объекта и
осуществляет автоматическую обработку получаемой информации с
помощью встроенных в систему вычислительных средств. В задачу
оператора системы управления теперь стали входить только принятие
решений по результатам измерений и выработка команд управления.
Централизованный сбор информации и ее обработка с помощью средств
вычислительной техники резко повысило производительность труда, но не
освободило его от ответственности за управление объектом, обслуживаемого
системой.
На третьем этапе развития появились информационно-управляющие
системы и информационно – вычислительные комплексы, в которых
осуществляется полный замкнутый цикл обращения информации от ее
получения до обработки, принятия соответствующих решений и выдачи
команд управления на объект без участия оператора. Главное достоинство
таких систем заключается в том, что алгоритм работы систем стал
программно – управляемым, легко перестраиваемым при изменении режимов
работы или условий эксплуатации объекта. Труд оператора сводится к
диагностике состояния системы управления, разработке методик измерения и
программ функционирования. Выделение этапов развития СИ является
приближенным и зависит от тех направлений науки и техники, в которых
исследуются вопросы применения измерительной техники.