Введение в метрологию. Измерения и их классификация. Погрешности измерений. Информационно-измерительные системы, страница 12

-  нормирующие усилители, преобразующие сигналы первичного преобразователя в стандартные выходные сигналы государственной системы приборов (ГСП) для обеспечения возможности использования стандартных измерительных приборов;

-  линии связи (проводные, оптоволоконные, радиоканалы), обеспечивающие передачу информации между элементами системы;

-  устройства управления;

-  регистрирующая аппаратура и устройства индикации.

Кроме указанных составляющих в информационно-измерительные системы могут входить блоки функциональных преобразований и устройства обработки информации. Часто функции управления, визуализации, хранения и обработки информации объединяет универсальная или специализированная электронно-вычислительная машина (ЭВМ).

Для обеспечения возможности одновременного измерения и регистрации нескольких однородных или разнородных параметров прибегают к построению информационно-измерительных систем по многоканальной или многоточечной схеме [7]. Эти схемы представлены на рис. 1.2, причем каждая схема имеет свои особенности.

Многоканальная измерительная система (рис. 1.2, а) позволяет осуществлять одновременную регистрацию информации, получаемой со всех измерительных точек. Для этой цели она содержит  n  первичных преобразователей и столько же нормирующих усилителей. Выходы нормирующих усилителей подключены к многоканальному регистрирующему прибору, содержащему не менее n каналов регистрации.

Часто такие системы применяются для исследования динамических деформаций, они позволяют исследовать процессы с частотами до десятков и сотен килогерц. Нормирующие преобразователи в таких системах представляют собой аналоговые усилительные устройства. В качестве регистраторов для визуальной оценки применяют катодные и светолучевые осциллографы. Для обеспечения возможности накопления больших объемов информации и последующей ее обработки применяют многоканальные магнитографы.

Для быстропротекающих высокочастотных процессов возможно применение аналого-цифровых преобразователей на выходе нормирующих усилителей с последующей регистрацией в кодовой форме с помощью электронных запоминающих устройств, аналогичных применяемых для оперативной памяти ЭВМ (об одном таком устройстве будет рассказано в разделе, посвященном баллистическим испытаниям). 

Многоканальные системы в такой комплектации предусматривают обработку информации после завершения ее регистрации. Одновременная регистрации многих каналов позволяет при обработке определять взаимосвязь между отдельными зарегистрированными процессами, например, функцию взаимной корреляции или взаимную спектральную плотность[1], что имеет значение при оценке связи возмущающих сил и отклика системы.

Таким образом, многоканальные системы обладают весьма важными для исследования машин свойствами. Тем не менее, область их применения ограничена по причине аппаратной громоздкости (большое число нормирующих усилителей) и наличия всего 10 - 20 каналов в регистрирующих устройствах.

Многоточечные измерительные системы (см. рис. 1.2, б и в) предусматривают применение одноканального устройства для регистрации (накопления) и обработки информации с распределенной во времени регистрацией каналов. Это распределение осуществляется с помощью коммутатора каналов. При этом переключение каналов может следовать в порядке, определяемом конструкцией коммутатора, или порядок каналов может быть задан программой ЭВМ, включаемой в качестве регистрирующего устройства и имеющей двустороннюю связь с коммутатором.

Приведенные структурные схемы многоточечных систем различаются способом включения нормирующих усилителей.