Нормируемые метрологические характеристики приборов и систем

Проектирование программного обеспечения измерительных систем

Без соответствующего программного обеспечения современные измерительные и другие системы, включающие ЭВМ или средства микропроцессорной техники работать не могут.

Существуют жесткие ограничения на время разработки ПО, поэтому трудно разработать управляющую систему в ручную. Для уменьшения времени разработки программного обеспечения используются средства автоматизации написания программ.

ПО делят на:

· Создаваемое разработчиками ЭВМ и ИВК;

· Создаваемое пользователями измерительных систем для решения конкретных задач.

Различные микроЭВМ, персональные компьютеры снабжаются программным обеспечением в виде операционных систем, позволяющих обеспечить многопрограммную работу с учетом различных задач.

Возможна автоматическая диагностика ЭВМ или ИВК, а также программирование пользователем.

Разработчики ИВК одновременно создают операционные системы, необходимые для работы, а также ПО для решения задач, характерных для измерительных систем на базе ИВК. Пользователь информационно-измерительной системой может применять типовые программы для решения ряда распространенных задач (обработки экспериментальных данных, планирования эксперимента и др.). Но пользователю измерительной системы необходимо создавать ПО для реализации конкретных алгоритмов с помощью систем, содержащих данные устройства. Одним из путей создания ПО пользователем связано с применением языков программирования высокого уровня и программ на персональном ЭВМ, а также программных средств для создания архитектур и программ микропроцессорных систем.

Для проектирования сложных схем алгоритмов используют языки высокого уровня с последующей трансляцией в машинные коды (эффективные проблемно-ориентированные языки). Если в измерительной системе одна ЭВМ связана с рядом источников измерительной информации, то она при обработке первичной информации в режиме реального времени может оказаться перегруженной. Поэтому созданы двухуровневые измерительные системы: на первом уровне хранится информация и происходит первичная обработка, например, сжатие, (это могут быть микропроцессоры и т.д.), а на втором уровне выполняется решение задачи на ЭВМ.

Первоочередной задачей является рациональное распределение функций между аппаратной частью и программным обеспечением.

Общие положения

Под метрологическим обеспечением ПиС понимается комплекс мер, направленных на достижение и поддержание в этих системах требуемой точности измерения (будем рассматривать на примере ИС).

Метрологическое обеспечение ИС на стадиях их разработки, производства и эксплуатации решают различные задачи.

На стадии проектирования должны быть выполнены метрологическая экспертиза проектов технических заданий и документации на ИС, разработка технических средств и методик метрологической аттестации и поверки ИС, государственные или ведомственные приемочные испытания или метрологическая аттестация (для ИС единичного производства), метрологический надзор за разработкой ИС.

Метрологическое обеспечение ИС на стадии производства включает главным образом контрольные испытания и метрологический надзор за технической документацией и технологией изготовления ИС.

При внедрении ИС, комплектуемых на объектах эксплуатации из агрегатированных средств, должна проводиться метрологическая аттестация измерительных каналов ИС и методик выполнения измерений.

В период эксплуатации должны быть обеспечены метрологическая аттестация ИС в случае, если условия работы отличаются от тех, при которых нормировались их метрологические характеристики, аттестация после ремонта, периодические поверки, надзор и контроль над применением ИС.

Нормируемые метрологические характеристики ИС

Комплекс нормируемых метрологических характеристик ИС должен позволять с должной достоверностью оценить погрешности результатов измерений, получаемых с помощью ИС, относительно просто выполнять операции поверки и обеспечить оценку метрологических свойств, как большого количества, так и конкретных экземпляров ИС данного типа.

В любой ИС можно выделить измерительный канал, т.е. совокупность преобразователей информации, начиная от входа и кончая выходом системы, и измерительные компоненты, выполняющие часть преобразований канала системы. К измерительным компонентам ИС можно отнести, например, датчики, измерительные цепи, аналоговые и цифровые устройства, линии связи и т.п.

Метрологические характеристики измерительных компонентов ИС определяют так же, как и для средств измерения вообще. Нормированию в ИС подлежат метрологические характеристики измерительных каналов.

В технической документации на ИС определяются условия контроля метрологических характеристик: объем выборки, допустимая погрешность измерения, минимально допустимое количество точек и их расположения в диапазоне измерения, условия проведения экспериментов. Метрологические характеристики алгоритма вычислений контролируются экспериментальным или расчетным методом на правильность регламентированных значений.

Конкретный состав метрологических характеристик уточняется для каждой ИС на стадии разработки технического задания.

К нормируемым метрологическим характеристикам основной погрешности ∆ относятся: моменты систематической составляющей , или , отражающие свойства всей совокупности ИС данного типа, для которого они нормированы, и предельное значение погрешности ∆_SP;

для некоррелированной случайной погрешности ∆₀;

для коррелированной случайной погрешности ∆₀.

- предельное значение случайной погрешности от трения и гистерезиса: (обычно);

- функции влияния как зависимости изменения нормируемой метрологической характеристики от измерения влияющих величин в пределах условий применения; если функции влияния линейны, т.е. , ,то , а ;

- передаточная функция, переходная, импульсная, амплитудно-фазовая и др. характеристики.

Могут нормироваться входное и выходное полные сопротивления ИС для электрических величин.

Дата добавления: 2014-01-05