Интерфейсы ИС. Структурная схема одноуровневой ИИС. Классификация интерфейсов.

ИИС содержит ряд подсистем:

— измерительную

— сбора

— преобразования

— предварительной обработки данных

— подсистемы управления СИ

Все подсистемы ИИС соединены между собой в единую систему и выполнены в виде отдельных блоков и плат. Они взаимодействуют друг с другом через систему сопряжения. Эта система унифицирована и называется интерфейс ¾ это совокупность схематических средств, обеспечивающих взаимодействие ИИС.

Интерфейсная система включает в себя алгоритмы управления. Стандартизация интерфейсов позволяет:

— создавать ИИС различных конфигураций

— упростить работу СИ и ИИС

— повысит надежность

Структурная схема одноуровневой ИИС

 

Между измерительными преобразователями осуществляется обмен информационными и управляющими сообщениями.

Информационное сообщение содержит сведения о значении измеряемого параметра, диапазоне измерения, времени и др.

Управляющее сообщение содержит сведения о режиме работы преобразователей, порядке работы, контроль состояния.

Классификация интерфейсов:

I. По способу соединения комплектов системы:

1. магистральный способ (входы и выходы интерфейсов соединены в одну линию)

2. радиальный способ (каждый блок соединен с другими через контроллер)

3. цепочечный способ (входы и выходы интерфейсов соединены со входами и выходами других)

4. комбинированный

II. По способу передачи информации

1. параллельный

2. последовательный

3. комбинированный

III. По принципу обмена информацией

1. асинхронный

2. синхронный

IV. По режиму передачи информации

1. двухсторонняя одновременная

2. двухсторонняя поочередная

3. односторонняя передача

К основным характеристикам интерфейсов относятся:

1. классификационные характеристики

2. количество линий связи

3. количество адресов

4. количество передаваемых команд

5. быстродействие

6. длина линий связи

Линии связи между интерфейсами называют шинами. Проектирование ИИС осуществляется на модульном принципе: механические и электрические требования к блокам ¾ приборный стандарт или приборные интерфейсы. Созданы интерфейсы компаний «Philips», «Siemens», «КАМАК». Все эти системы совместимы с ЭВМ.

Семестр

1. Организация государственной и ведомственной метрологической службы.

2. Структура и задачи метрологии.

3. Основные понятия определения метрологии.

4. Системы физических величин. СИ, СГС. Принцип построения СИ.

5. Постулаты метрологии. Классификация и методы измерения.

6. Погрешности измерений. Классификация по форме представления и т.д.

7. Систематические погрешности.

8. Причины проявления. Методы обнаружения и устранения.

9. Случайные погрешности. Математическое описание. Числовые параметры законов распределения.

10.Грубые погрешности. Способы определения.

11. Погрешность однократных косвенных измерений.

12. Принципы суммирования погрешностей.

13.Средства измерений. Классификация, назначение, структурные схемы.

14. Метрологические характеристики СИ.

15. Нормирование метрологических характеристик. Надежность СИ.

16. Испытание СИ. Государственные, контрольные, приемосдаточные испытания.

17. СИ давления. Единицы измерения. Виды давления. Гидростатический манометр.

18. Деформационные манометры.

19. Измерение разности давлений и требования к установке манометров. Метрологическое обеспечение СИД.

20. Измерение температуры. Теоретические основы. Классификация СИТ. МТШ₉₀.

21. Манометрические термометры(газовые, жидкостные, конденсационные).

22. Термопреобразователи сопротивления. Статическая характеристика. Материалы. Погрешности.

23. 2-х и 4-х проводные схемы подключения ТС.

24. Мосты и логометры. 2-х и 3-х проводные схемы.

25. Термоэлектрические преобразователи. Метрологические характеристики. Измерительный потенциометр. Схема и расчет.

26. Динамические характеристики контактных термометров.

27. СИ высоких температур. Пирометрия. Виды пирометров.

28. Расход. Виды расходов. Единицы измерения. Требования предъявляемые к расходомерам.

29. Расходомеры переменного перепада давления. Преимущества, недостатки. Виды сужающих устройств. Статическая характеристика.

30. Расходомеры с осредняющими трубками. Расходомеры переменного уровня.

31. Расходомеры постоянного перепада давления. Ротаметры.

32. Тахометрические расходомеры. Аксиальные и тангенциальные. Одноструйные, многоструйные. С овальными

33. Электромагнитные расходомеры. Принцип действия. Уравнения характеристики.

34. Ультразвуковые расходомеры. Конструкция. Принцип действия. Однолучевые, 2-х лучевые. Влияние числа Рейнольдса. Вихревые и кореолисовые расходомеры.

35. Измерение уровня. Буйковые, поплавковые, гидростатические.

36. Электрические (С-уровнемеры). Ультразвуковые уровнемеры.

37. Измерение уровня сыпучих материалов.

 

 

Семестр

38.Понятие о информации, сообщении, сигнале. Символы. Электрический сигнал. Основы вероятностной теории информации. Случайность и неопределенность. Энтропия, определение энтропии. Энтропия распределения, виды энтропий.

39.Колич. информ. Еденица информации. Источники сообщений и их характкристики.

40.Классификация сигналов измерительной информации. Способы задания сигналов.

41.Квазидетерменированные сигнала. Модели сигналов.

42.Переодические квазидетерменированные сигналы. Частотный спектр сигналов. Спектральная плотность.

43.Преобразование измерительных сигналов. Модуляция. Несущие сигналы.

44.Спектральный анализ сигналов измерительной информации в случае ПМ и АМ модуляции.

45. Спектральный анализ сигналов измерительной информации в случае ЧМ модуляции.

46. Спектральный анализ сигналов измерительной информации в случае импульсной модуляции.

47.Масштабное преобразование сигналов.

48.Классификация ПИП по входным и выходным величинам. Активные и пассивные ПИП.

49.Реостатные ПИП. Уравнение статической характеристики. Устранение нелинейности. Измерение перемещений и размеров.

50. Тензорезистивные ПИП. Уравнение статической характеристики. Измеряемые параметры.

51.Пьезо и терморезистивные ПИП. Магниторезистивные преобразователи. Статические характеристики. Измеряемые величины.

52.Термоанемометры. Методы измерения. Болометры. Термисторы. РПК сопротивления. Фоторезистивные характеристики, измеряемые параметры.

53.Преобразователи с внешним фотоэффектом. Фотоумножитель. ПЗС-матрицы. Применение.

54.Индуктивные ПИП. Основные физические соотношения. Катушка с сердечником и зазором. Эквивалентная схема. Статическая характеристика. Конструкция. Применение.

55.Емкостные ПИП. Физические соотношения. Эквивалентная схема. Конструкции. Статические характеристики. Применение.

56.Системы передачи информации и их классификации. Таблицы видов унифицированных аналоговых сигналов. Схемы преобразований измеряемого параметра в сигнал.

57.Пневматическая система передачи информации. Система «сопло-заслонка». Вторичный пневмоприбор.

58.Электрические системы передачи информации «сила-ток». Схема. Работа схемы. Уравнение статической характеристики.

59.Дифференциально-трансформаторная система передачи информации. Схема. Работа схемы. Уравнение статической характеристики.

60.Система передачи информации «перемещение-ток». Схема. Распределение магнитных потоков. Статическая характеристика.

61.Электрическая система передачи измерения информации с частотным сигналом. Электромеханический генератор. Схема. Работа. Статическая характеристика.

62. Сельсинная система передачи измерений информации. Схема.

63. Канал передачи информации. Структура. Схема. Шумы. Помехи. Скорость передачи информации. Теорема Шеннона. Определение F_max.

64. СИ плотности жидкостей. Методы измерений. Пикнометры. Статические и динамические характеристики. Автоматический плотномер с V-образной трубкой.

65. Ареометры. Уравнение статической характеристики на примере поплавкового плотномера. Плотномеры с частично и полностью погруженными поплавками.

66. Гидростатические плотномеры. Статическая характеристика. Плотномер с сильфонами и барботажный плотномер. Статическая характеристика. Вибрационный плотномер. Статическая характеристика.

67. Аэростатический плотномер. Уравнение статической характеристики. Схема

68. Тепловой плотномер. Схема. Принцип работы. Статическая характеристика. Метрологические характеристики.

69. Газодинамические плотномеры. Статические характеристики. Схемы.

70. Измерение вязкости. Определения. Классификация. Единицы измерения. Вискозиметр истечения капиллярного типа. Закон Пуазейля. Автоматический вискозиметр.

71. Вискозиметры с падающим телом. Закон Стокса. Автоматический вискозиметр. Ротационные вискозиметры.

72. Измерение влажности газов. Определение. Психрометрический метод. Статическая характеристика. Аспирационный психрометр.

73. Конденсационный психрометр. Схема. Работа. Характеристики.

74. Сорбционные диэлькометрические, кулонометрические и ИК гигрометры.

75. Методы измерения влажности твердых и сыпучих тел. Определения. Прямые и косвенные методы. Экстракционные, химические, электрометрические, диэлькометрические, физические методы.

76. Измерение концентраций. Определение. Классификация. Вывод уравнения сигнала анализатора.

77. Термокондуктометрический газоанализатор. Уравнение теплопроводности измерительной ячейки. Автоматический газовый мост. Вывод уравнения анализатора.

78. Магнитный газоанализатор. Основные физические соотношения. Принцип измерения. Термомагнитный автоматический анализатор кислорода.

79. Диффузионный газоанализатор. Принцип измерения. Коэффициент диффузии. Схема автоматического мембранного анализатора. Уравнение сигнала анализатора. Взаимная диффузия в газах.

80. Сорбционный газоанализатор. Дилатометрические, электрические (кварцевые, диэлькометрические кондуктометрические. Физика явлений. Современные схемы.

81. Газовая и жидкостная хроматография. Принцип измерения концентраций. Структурная схема хроматографа. Статическая характеристика. Метрологические характеристики. Детекторы хроматографов.

82. Оптические газоанализаторы. Физические явления при взаимодействии измерений с анализируемой газовой средой. Закон Бугера-Ламберта. Интенсивность излучения при поглощении, отражении и рассеяние света.

83. Колориметрический газовый анализатор. Схема. Принципы измерения концентрации.

84. Турбодиметрический газоанализатор. Схема. Уравнение интенсивности рассеянного излучения.

85. Нефелометр. Закон отражения. Схема автоматического прибора.

86. Ионизационные анализаторы. Уравнение сигнала анализатора. УФ и ИК анализаторы.

87. Оптико-акустические газоанализаторы. Схема.

88. Измерение концентраций жидкостей. Определения. Закон Кольрауша. 89.Измерительные кондуктометрические ячейки. Измерительные схемы. Потенциометрические анализаторы. Виды потенциалов. Измерительные ячейки. Ионоселективные электроды.

90. ИИС. Классификация по функциональному назначению и по характеру взаимодействия с объектом исследования.

91. Структурная схема измерительной ИИС.

92. Система автоматического контроля САК. Задачи САК. Структурная схема.

93. Система технической диагностики СТД. Цели, задачи. Структурная схема. Классификация.

94. Обобщенная структурная схема ИИС.

95. Интерфейсы ИС. Структура. Структурная схема одноуровневой ИИС. Классификация интерфейсов.