Сканирующие измерительные системы.

Сканирующие измерительные системы предназначены для получения измерительной информации о состоянии поля физических величин.

Восприятие состояния поля осуществляется сканирующим (системным) датчиком, преобразующим изображение исследуемого поля в электрические сигналы. В этих устройствах используются механические, электрические, оптико-механические и фотосканирующие элементы. Сканирующие ИС применяют для контроля температурных полей нагретых объектов, для контроля состояния печатных плат, для контроля качества обработки на больших поверхностях и т.д. Кроме того, сканирующие измерительные системы используются для распознавания образов, чтения печатных знаков, считывания графиков и др.

В зависимости от способа организации изображения поля измерительные каналы сканирующих ИС подразделяют на параллельные и последовательные ИК. В параллельных сканирующих ИС восприятие физической величины осуществляется одновременно для всех элементов контролируемого поля. В последовательных сканирующих ИС восприятие информации осуществляется последовательно от одного элемента к другому.

В зависимости от способа управления процессом восприятия сканирующие элементы подразделяются на 2 группы: пассивные и активные.

При пассивном способе сканирования процесс восприятия организуется по заранее заданной траектории, которая не изменяется в зависимости от свойств и характера изображения. При активном сканировании поля траектория восприятия управляется в зависимости от свойств и характера изображения.

Существуют:

- статические измерительные системы используются при экспериментальном исследовании характеристик случайных процессов, при этом производится измерение параметров непрерывной функции x_i(t) по ансамблю , где . Ансамблем значений случайного процесса также является множество ; , взятых в определенный момент времени t_j.

Интегральная функция распределения вероятностей определяется вероятностями нахождения исследуемого процесса ниже уровня x, который может изменяться от -∞ до +∞:

Плотность распределения вероятностей: или .

и

Здесь n – количество дискретных значений, уровень которых меньше x для функции распределения; - количество дискретных значений в исследуемой реализации – объем выборки.

- корреляционные измерительные системы предназначены для измерения и оценки корреляционной функции случайных процессов.

- спектральные измерительные системы предназначены для количественной оценки спектральных характеристик измеряемых величин.

Системы автоматического контроля

При контроле устанавливается степень соответствия между состоянием объекта контроля и заданной нормой.

Контроль, при котором описания норм заданы в количественном виде с помощью аналоговых и цифровых установок и широко применяются для оценки состояния процесса производства, называется техническим контролем.

САК должна выполнять следующие функции:

- восприятие входных величин и преобразование соответствующих сигналов;

- формирование и реализацию норм в аналоговых и цифровых видах, сравнение входных величин с описанием норм;

- формирование и выдачу количественных суждений о состоянии объекта контроля;

- автоматическое управление работой системы;

- аналого-цифровое преобразование;

- выдачу аналоговой или цифровой информации;

- обработку информации;

- самоконтроль системы.

Некоторые функции САК могут выполняться как аппаратными, так и программными средствами.

При выполнении операции сравнения контролируемой величины с одной уставкой имеется возможность осуществить разделение состояния контролируемой величины на две области ( ), одну из которых можно считать областью нормального состояния. Для технологических процессов помимо областей нормальных режимов могут быть выделены области предаварийных и аварийных состояний.

Нормы и контрольно-измерительная информация в САК могут быть описаны по абсолютным значениям (рис. 1, а) либо по отклонению от номинального значения (рис. 1, б). В САК находят применение оба способа описания норм и выдачи контрольно-измерительной информации.

САК подразделяют на специализированные и универсальные. Специализированные САК предназначены для узконаправленных операций контроля. Универсальные САК – для объектов контроля ОК выполняются в виде совокупности средств вычислительной и измерительной техники.

САК выполняются в виде совокупности средств вычислительной и измерительной техники.

Ядром САК, реализующий процесс переработки информации и формирование воздействия на ОК, является ЭВМ. Соединение функциональных блоков в САК осуществляется с помощью стандартных цифровых интерфейсов.

Современные САК обеспечивают контроль от 400 до 500 величин.