Принципы определения МХ ИК ИИС

Наиболее сложным и трудоемким этапом МО ИИС является определение МХ ИК, а также МХ программ вычислений. При исследовании МХ ИК используют два метода: поэлементный и комплектный.

Поэлементный метод определения МХ ИК ИИС реализуется путем экспериментальных исследований (раздельных) датчиков и электрического (электронного) тракта, а МХ канала в целом определяются расчетным путем. Он применяется тогда, когда по каким либо условиям отсутствует или нецелесообразна возможность исследования измерительного канала в целом. В метрологической практике этот случай является самым распространенным.

Комплектный метод – самый точный, реализуется экспериментально пу-тем определения МХ ИК в целом, не разделяя его на отдельные звенья. Трудность использования этого метода заключается в получении образцовых сигналов неэлектрической природы.

В реальных условиях возможна ситуация, когда особенности объекта не позволяют осуществить какие-либо экспериментальные исследования. В этом случае используют расчетный метод определения МХ ИК на основе МХ компонентов, значения которых должны быть известны или из ТД или получены в результате проведенной ранее поверки.

И поэлементный и комплектный методы определения МХ ИК предполагают в качестве технических средств МО наличие образцовых средств измерений и средств тестирования. К образцовым средствам, помимо традиционных мер аналоговых величин: калибраторов, образцовых измерительных приборов, потенциометров, компараторов для определения МХ ИК относят образцовые объекты и образцовые ИК, а также аналоговые и цифровые имитаторы, используемые в качестве средств тестирования ИИС.

Образцовые или эталонные объекты – комплексные меры, которые набором воспроизводимых физических величин, их взаимосвязями, диапазонами измерений подобны объектам, исследуемым с помощью ИИС, т.е. образцовые объекты являются моделями реальных объектов исследований. В практике применяются три направления моделирования образцовых объектов:

1) создание натурных макетов объектов;

2) создание аппаратных имитаторов;

3) разработка программных имитирующих комплексов.

Типичным примером натурных макетов являются стандартные образцы состава и свойств веществ. Они используются при аттестации и поверке ИИС для аналитических исследований многокомпонентных газовых и жидких сред. Второй пример натурных макетов объектов – образцовые детали -образцовые параметрические меры, т.е. пространственно распределенные меры и поля.

Натурные макеты объектов имеют высокую стоимость и поэтому достаточно ограниченную область применения.

Приемлемой альтернативой являются аппаратные имитаторы, работающие по заданной программе. Типичный пример – имитатор для исследования ИИС дистанционного контроля скорости транспортных средств на основе эффекта Доплера.

Программные имитаторы часто используются для формирования имитационных сигналов, идентичных реальному технологическому процессу по форме и характеру изменения во времени. Имитировать можно только часть технологического процесса.

Для целей аттестации и градуировки ИК ИИС разрабатывают также специальные имитационные стенды. Пример- уровнемеры акустические для контроля сыпучих тел.

Образцовые измерительные каналы в метрологической практике применяются сравнительно редко. Типичный пример – ИИС для определения амплитудно-частотных фазо-частотных характеристик измерительных каналов с частотным выходным сигналом при гармоническом воздействии. В её составе два измерительных канала: один для образцового преобразователя, другой – для испытуемого (рабочего) ИК. Образцовый ИК используется для градуировки рабочего ИК.

Аналоговые имитаторы представляют собой комплексные меры физических величин или генераторы испытательных сигналов. С их помощью воспроизводятся сигналы с заданными свойствами, имитирующие входные воздействия на ИИС или её компоненты (при поэлементной поверке). При этом возможно не только определять МХ, но и контролировать работоспособность ИК ИИС.

Аналоговые имитаторы разделяют на две группы:

- имитаторы входных для ИИС неэлектрических воздействий;

- приборы, воспроизводящие сигналы, действующие внутри ИИС.

Пример первой группы – ИИС для акустических измерений, для которой необходимо смоделировать акустические сигналы в достаточно широком диапазоне. Это может быть осуществлено, например, с помощью удара, излучающего пьезопреобразователя, магнитострикционного преобразователя.

Пример второй группы – это образцовые приборы и средства воспроизведения электрических величин (тока, напряжения, сопротивления, емкости и др.).

В практике МО ИК ИИС и АСУ ТП получили имитаторы сигналов с первичных измерительных преобразователей. Например, для имитации термопреобразователей ТСП используются магазины сопротивлений, для имитации термопар – потенциометры и калибраторы.

Актуальными вопросами МО ИИС являются:

- регламентация МХ измерительных каналов;

- экспериментальное и расчетно-аналитическое определение и контроль МХ;

- прогнозирование и определение характеристик неопределенности измерений в соответствии с Руководством по выражению неопределенности измерений [ ];

- оценка характеристик точности программ обработки данных.

Дата добавления: 2015-07-02