|
26. Системы автоматического контроля: назначение, структурная схема с дискретным контролем, принцип действия САК является разновидностью ИИС (осуществляет контроль за состоянием объектов). Выдает информацию об исправности или неисправности объекта, не указывая на место неисправности. САК не имеет в своем составе устройств, кот осуществляют воздействие на объект. Современные САК делятся на системы: 1) в которых осуществляется непрерывный контроль за состоянием объекта; 2) на системы с дискретным последовательным контролем параметров объекта. САК с дискретным последовательным контролем наиболее распространены, дешевы, в своем составе имеют меньше оборудования
При наличии нескольких норм у одного контролируемого параметра норма может изменяться во времени. Изменение норм и переключение измерительного коммутатора ИК осуществляется блоком управления. СПИ – средство представления информации. Соединяет устр-во индикации отклонения. СПИ выдает и регистрирует номер контролируемого параметра от устройства управления. Время наступления определяет события. Это время генерируется блоком УФВ – устройством формирования сигналов времени. Недостатки: большая избыточность операций контроля. Частота опроса каналов ИК определяется из наихудших условий. Из-за недостаточности предварительных сведений об объекте или невозможности построения САК в соответствии с этими свойствами может возникнуть ситуация, когда один или несколько параметров выйдут за пределы нормального обслуживания вследствие ожидания опроса. Такая ситуация приводит к пропуску предварительного режима работы. Промышленные САК обычно являются комбинированными, т.е наиболее важные параметры контролируются непрерывно, менее важные – последовательно-дискретный контроль.
27. Системы автоматического контроля: назначение, структурная схема канала с непрерывным контролем, принцип действия САК является разновидностью ИИС (осуществляет контроль за состоянием объектов). Выдает информацию об исправности или неисправности объекта, не указывая на место неисправности. САК не имеет в своем составе устройств, кот осуществляют воздействие на объект. Современные САК делятся на системы: 1) в которых осуществляется непрерывный контроль за состоянием объекта; 2) на системы с дискретным последовательным контролем параметров объекта.
СУ – сравнивающее устройство Н – выработка и хранение норм ИО – устр-во индикации отклонений
Система содержит в каждом канале контроля сравнивающее устройство и ИО. Число этих устройств в каждом канале зависит от числа установленных границ измеряемых параметров объекта. Это границы: - предупредительная граница меньше; - предупредительная граница больше; - аварийная граница меньше; - аварийная граница больше.
Устройство выборки и хранения норм Н может быть общим для ряда каналов или быть индивидуальным для каждого из каналов. Последний вариант требует использования значительных объемов оборудования. Сл-но, используется тогда, когда речь идет о контроле наиболее ответственных параметров для высокой точности и своевременности выдачи результатов контроля. Быстродействие максимально. Промышленные САК обычно являются комбинированными, т.е наиболее важные параметры контролируются непрерывно, менее важные – последовательно-дискретный контроль.
28. Системы технической диагностики: назначение, схема, принцип действия СТД не только выдают информацию о исправности или неисправности объекта, но и указывают на место неисправности. Любая СТД имеет в своем составе устройство, которое осуществляет воздействие на объект. Эти устройства реализуются в виде всевозможных генераторов стимулирующих воздействий. По целевому назначению два класса СТД: 1) диагностические; 2) прогнозирующие. Диагностические предназначены для установления диагноза, т.е. обнаружения неисправности или повреждения какого-либо объекта. Прогнозирующие решают задачу прогнозирования, которая является более сложной задачей и связана с тем, что по результатам предыдущих измерений проводят прогнозирование поведения системы в будущем. По характеру процедуры выработки состояния объекта: 1) статистические; 2)детерминированные. При статистической оценке состояния объекта решение выносят на основе измерений и проверок сигналов. При детерминированной – параметры объекта сравнивают с параметрами эталонного объекта. Разновидности проверок: 1)функциональная; 2)алгоритмическая; 3)логически-комбинационная. При функциональной выявляется наличие сигнала на выходе объекта при поступлении сигнала на вход. Отсутствие сигнала – отказ. При алгоритмической – в соответствии с алгоритмом работы объекта проверяется последовательность выполняемых объектом функций. Логически-комбинационная (тестовая) – позволяет обнаружить неисправность на любом уровне возникновения. Для решения этой задачи на вход подается специальная тестовая комбинация специальных стимулирующих сигналов. Наиболее сложная задача – задача отыскания узла, который вызывает неисправность объекта. Каждая очередная проверка должна проводиться с учетом функциональной задачи каждого узла, а также относительной вероятности возможности неисправности. Должен производиться учет ранее полученной информации. Существуют различные методы оптимизации программ диагностики.
ОД – объект диагностики УКП – устройство контроля параметров УО – устройство обработки УВП – устройство ввода программ УРИ – устройство распределения информации ГСС – генератор стимулирующих сигналов Д – датчик П – преобразователь О – оператор СПИ – средство представления информации УУ – устройство управления ИК – измерительный коммутатор Информация от ОД через датчики Д с унифицированным выходным сигналом и ИК1 поступает на устройство контроля параметров УКП, содержащее устройство измерения и сравнения параметров с нормами. Результаты контроля поступают в УО, где могут сравниваться с образцовыми результатами. Образцовые результаты получают из ОЗУ. В ОЗУ может быть записана программа проверки, которая поступает от УВП. Эта передача осуществляется через УРИ, которое также управляет работой ГСС. А также осуществляет управление ИК2. На вход ИК2 подаются сигналы от ГСС. Эти напряжения на выходе измерительного коммутатора преобразуются измерительными преобразователями П в соответствующие сигналы, которые воздействуют на объект ОД. Эти сигналы могут представляться в конечном итоге как электрические воздействия, так и неэлектрические воздействия. В зависимости от полученной информации, которая представляется оператору О, осуществляется также выработка соответствующий воздействий на УУ. Кроме этого через УУ можно осуществлять воздействие на УВП и изменить программу проверки. Изменяя программу проверки через П, в конечном итоге производится выявление дефектных узлов или деталей. Поэтому в зависимости от набора тестовых сигналов (сложности набора) может быть определен неисправный элемент почти на любом уровне.
29. Измерительно-вычислительные средства: назначение и области применения, основные функции и компоненты ИВС ИВС – это совокупность технических средств, которые обеспечивают измерение, сбор, вычислительную обработку, распределение измерительной информации в системах управления при проведении научных исследований и комплексных испытаний. К ИВС относятся как измерительные приборы, так и измерительные комплексы, которые содержат аналоговые, цифровые или гибридные процессорные средства. Различают ИВП – измерительно-вычислительные приборы; ИВК – измерительно-вычислительные комплексы. На основе ИВС создают информационно-измерительные приборы, информационно-измерительные системы, которые отличаются следующими признаками: 1) Они имеют расширенные функциональные возможности, которые функцией перепрограммирования. 2) обладают улучшенными метрологическими характеристиками за счет применения статистических методов обработки измеренной информации с учетом внешних влияющих факторов. К вычислительным средствам, которые используются в СИ, возлагают функции: I группа. фильтрация помех, внесение поправок, учет внешних факторов, вычисление косвенных измерений, определение статистических величин, адаптация к условиям измерения; II группа. накопление, хранение и сервисная обработка измеренной информации, представление информации в виде, удобном для восприятия. III группа. управление СИ, а также его узлами и функциями; организация очередности запросов, диалоговое общение с оператором, работа с памятью, контроль работоспособности узлов. В общем случае вычислительные средства обеспечивают автоматизацию измерительных процедур от начала измерения до получения окончательных результатов. Особое место в ИВС занимают процессорные средства, которые используются почти во всех измерительных устройствах. Современные ИИС на основе ИВС входят в состав автоматических систем управления, автоматических систем научно исследовательских комплексных испытаний АСНИКИ, САПР, гибких автоматических производств, автоматических обучающих систем. Основные компоненты: аналоговые измерительные преобразователи, АЦП, ЦАП, средства сопряжения. Сочетание перечисленных преобразователей и их различная структурная организация позволяет обеспечить требуемые функции и требуемую погрешность измерительного канала.
30. Измерительный канал на основе измерительно-вычислительных средств: структурная схема, принцип действия, определение числа разрядов АЦП и оценка достоверности аналогово-цифрового преобразования
1 – аналоговый измерительный преобразователь 2 – аналогово-цифровой преобразователь АЦП 3 – цифровое вычислительное средство. В процессе измерения величины Х на канал действуют внешние случайные факторы F. Это: электрические помехи различного вида, радиопомехи, геомагнитные возмущения, изменения температуры, влажности, давления, изменяющиеся сами условия эксплуатации. Задача проектирования – выбор числа разрядов АЦП. Определение требуемого числа разрядов
АЦП при заданной общей предельной погрешности
Примем закон распределения равномерным
для погрешности квантования и для суммы остальных составляющих. Тогда
Нужно выполнить оценку достоверности аналогово-цифрового преобразования величины S при воздействии на АЦП аддетивной случайной помехи h с нормальным законом распределения.
Для решения этой задачи примем, что
вероятность
Вероятность ошибочного преобразования:
Это вероятность того, что в процессе
преобразования аналогового сигнала в цифровой код выйдет за пределы шага
квантования. Т.е. превысит Разрядность ИВС может оказаться значительно больше, чем разрядность используемых АЦП. Это объясняется тем, что после преобразования осуществляется обработка информации, которая содержит элементы статистической обработки, что приводит к увеличению разрядности.
41. Бесконтактные методы измерения размеров: области применения, классификация, основные физические принципы реализации методов Две разновидности: 1) прямые методы; 2) косвенные методы. ПРЯМЫЕ МЕТОДЫ (5) Электронно-оптический с кодировочной шкалой (схема 5) 1 – шкала 2 – осветитель 3 – щелевая диафрагма 4 – блок фотоприемников 5 – электронная схема 6 – индицирующее устройство
ОКГ – оптический квантовый генератор 1 – оптическая система ОКГ 2 – неподвижный отражатель 3 – полупрозрачное зеркало (50%) 4 – объект, перемещение которого измеряется 5 – оптическая система фотоприемника При измерении длины детали, ее перемещения, расстояния до объекта сопоставляются с размером какой-либо шкалы (для схемы 5) либо с длиной волны (схема 6). КОСВЕННЫЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ (4)
а) на просвет б) с отражением сигналов в) определение толщины покрытия 2 – генератор 4 – приемник 6 – индикатор 3 – излучатель 5 – электронная схема (7) Пневматический измеритель размеров а) безконтактный б) контактный
2 – измерительное сопло 4 – стабилизатор давления воздуха 3 – измеритель расхода воздуха 5 – воздушная магистарль 6 – измерительный шток (на схеме б)
(8) Радиационный измеритель а) толщин или размеров б) толщин покрытий 2 – радиационный излучатель 4 – электронный блок усиления
При косвенных методах измерения используются различные зависимости размеров от времени прохождения звуковых волн (4), поглощение радиационного излучения толщиной детали (8), изменение расхода воздуха через калибровочное сопло (7).
|
и заданном отношении с.
, где 
, где К – коэф-т,
зависящий от закона распределения 
, а также от принятой доверительной
вероятности.
- средне квадратическое отклонение
погрешности квантавания.
- СКО всех составляющих погрешность
канала кроме погрешности квантования.
, где 
, где 
- СКО значения помехи.
правильного
аналогово-цифрового преобразования 
.
