Оиит ответы. ОИИТ, ответы. Основы информационноизмерительных технологий Что такое информационные технологии
 Скачать 433.65 Kb.
|
|
Индукционными называются преобразователи, в которых скорость изменения измеряемой механической величины преобразуется в индуктированную ЭДС. Индуктированная ЭДС определяется скоростью изменения магнитного потока Ф, сцепленного с катушкой из W витков: Следовательно, индукционные преобразователи возможно применять для измерения линейных и угловых перемещений. Где применяются индуктивные преобразователи? Индуктивные преобразователи широко применяют в основном для измерения линейных и угловых перемещений. Индуктивный преобразователь представляет собой катушку индуктивности, полное сопротивление которой изменяется при взаимном относительном перемещении элементов магнитопровода. На рис. 6.58 изображен самый распространенный преобразователь с малым воздушным зазором 5, длина которого изменяется под действием измеряемой величины Р (сосредоточенная сила, давление, линейное перемещение).  Рис. 6.58. Устройство индуктивного преобразователя Вследствие изменения зазора изменяется магнитное сопротивление магнитной цепи, а следовательно, и индуктивность катушки, надетой на сердечник и включенной в цепь переменного тока. Индуктивность L этой обмотки  где RM — полное сопротивление магнитной цепи; RM CJ — магнитное сопротивление участков из стали; R8 — магнитное сопротивление воздушных зазоров; 5 — величина воздушного зазора; Q — площадь воздушного зазора; 1110= 1,26 • 1СГ6 Гн/м — магнитная проницаемость воздушного зазора; w — число витков катушки. Таким образом, у данного преобразователя естественной входной величиной является перемещение сердечника 1, а выходной — изменение индуктивности обмотки. Подобные преобразователи, преобразующие значение измеряемой (механической) величины в значение индуктивности, называют индуктивными. Изменение индуктивного сопротивления катушки ведет к изменению ее полного сопротивления Z. Таким образом, возникает функциональная зависимость между измеряемой механической величиной Р и электрическим сопротивлением Z преобразователя  На рис. 6.59, а представлен преобразователь с изменяющейся в соответствии со значением измеряемой величины площадью воздушного зазора.  Рис. 6.59. Разновидности индуктивных преобразователей Преобразователи такого типа применяются при измерении перемещений порядка 5—20 мм. На рис. 6.59, б представлен преобразователь с разомкнутой магнитной цепью. Он состоит из катушки 1, внутри которой помещен стальной сердечник 2. Перемещение сердечника, а следовательно, и изменение индуктивности катушки являются функцией измеряемой механической величины. В преобразователе (рис. 6.59, в) при введении в воздушный зазор коротко замкнутого витка / индуктированные в витке токи создают активные потери, что эквивалентно введению в магнитную цепь реактивного магнитного сопротивления Хм. Введение Хи наряду с уменьшением площади рабочего воздушного зазора вызывает увеличение общего магнитного сопротивления, пропорционального перемещению витка. Изменяя профиль диска в преобразователе (рис. 6.59, г), можно получить любой вид зависимости индуктивности от угла поворота диска. Преобразователи данного типа используются для измерения угловых перемещений до 180—360°. В преобразователе, применяемом для измерения угловых перемещений до 90° (рис. 6.59, д), магнитопровод состоит из неподвижного сердечника 1 и подвижного, поворачиваемого, сердечника 2. Оба сердечника выполняются из шихтованной стали. При совпадении направлений шихтовки в сердечниках вторичные токи в пластинах сердечника 2 будут минимальными, а индуктивность обмотки — максимальной. Если повернуть сердечник 2 относительно сердечника 1, то размагничивающее действие вторичных токов будет возрастать, а индуктивность обмотки уменьшаться. Одинарные индуктивные преобразователи имеют ряд недостатков: их функции преобразования не линейны, аддитивные погрешности, в частности температурная погрешность, связанная с изменением активного сопротивления обмотки, велики и сила притяжения якоря значительна. Чем определяется точность емкостных преобразователей? Где и когда применяются тепловые преобразователи? Принцип действия основан на использовании тепловых процессов (нагрева, охлаждения, теплообмена), входной величиной которых является температура. Тепловые преобразователи используются не только как преобразователи температур, но и теплового потока, скорости потока, расхода, химического состава, давления газов, влажности и т. д. Температура как параметр не поддается непосредственному измерению, но она непосредственно связана с внутренней энергией тел, и через нее с физическими свойствами. Тепловые преобразователи широко используются для получения информации о физических свойствах газовых и жидких сред, таких как температура, концентрация, скорость, плотность (вакуума) и др. Каковы особенности магнитоупругих преобразователей? В чем состоит отличие интеллектуальных датчиков от обычных измерительных преобразователей? интеллектуальные датчики — это адаптивные датчики, содержащие в себе изменяемые по внешним сигналам алгоритмы работы и параметры, и в которых, кроме этого, реализована функция метрологического самоконтроля. Отличительная особенность интеллектуальных датчиков заключается в способности самовосстановиться и самообучиться после единичного сбоя. В англоязычной литературе датчики данного типа именуются «smart sensor». В каких случаях проводят испытания для целей утверждения типа информационно- измерительных систем и что они включают? Для ИИС и ИК ИИС, которые применяются в сферах распространения ГМКН, указанные в Законе Российской федерации «Обороны единства», проходят испытания для целей утверждения типа. Для ИИС которые, применяются вне сфер распространения ГМКН, проходят испытания для целей сертификации. Испытания и утверждение типа включают: - испытания для целей утверждения типа; - принятие решения об утверждении типа; - государственную регистрацию и выдачу сертификата об утверждении типа; - испытания на соответствие утвержденному типу; - информационное обслуживание измерительной техники, контрольных и надзорных органов и органов управления. Во ВНИИМС типа нормативная база испытаний и утверждения средств измерительной техники и информационно-измерительных технологий, гармонизирована с международным документом МОЗМ № 19 «Испытание и утверждение типа средств измерений», испытание в 1998 году. Перечислите основные этапы полного цикла работ по утверждению типа информационно-измерительных систем и дайте краткую характеристику каждого этапа. Наиболее важными этапами полного цикла работ (начиная от подачи заявок и кончая) государственной регистрацией ИИС), являются: - подготовка к проведению испытаний; - проведение испытаний; - оформление результатов испытаний; - утверждение типа, государственная регистрация и выдача сертификата. Этапы "испытания испытаний" и "оформление результатов испытаний" осуществляются в соответствии с программой испытаний, утвержденной государственным испытанием средств испытаний (ГЦИ СИ) или согласованной с ГЦИ СИ типовой программой. Этап «Утверждение типа, государственная регистрация и выдача сертификата» осуществляется в соответствии с ПР 50.2.009. Подготовка к испытаниям включает в себя: - рекомендация на проведение испытаний; - утверждение (согласование) программы испытаний; - заключение договора (контракта) о проведении испытаний. Программа испытаний должна содержать следующие разделы: - краткое техническое описание ИИС; - перечень ИК; - перечень документации, предъявляемой на испытания; - рассмотрение ТД на ИИС; - испытание; - оформление результатов испытаний. Перечислите разделы, которые должна содержать программа испытаний информационно-измерительных систем и дайте краткую характеристику каждого раздела. Программа испытаний должна содержать следующие разделы: - краткое техническое описание ИИС; - перечень ИК; - перечень документации, предъявляемой на испытания; - рассмотрение ТД на ИИС; - испытание; - оформление результатов испытаний. В программе испытаний приводят полный перечень ИК ИИС со ссылками на раздел ТД на ИИС, где дано подробное описание ИК и их МХ. В состав ИК входят измерительные компоненты утвержденных типов, указывающие на номера по государственному реестру. Для ИИС, используемая в сфере распространения ГМКН, используется только часть (из общего числа) ИК, перечень составляется только для этой части ИК. Какие задачи решаются при проверке соответствия методов и средств регламентации и контроля метрологических характеристик информационно- измерительных систем требованиям нормативной документации? При рассмотрении документации проводится проверка соответствия методов регламента МХ ИК ИИС, методов и средств их определения и (или) контроля, приведенных в ТД на ИИС, требованиям НД ГСИ. При этом проверяется: - полнота и правильность учета факторов (особенности выпуска компонентов ИИС и их монтажа на объекте, разнесённость измерительных компонентов в пространстве, эксплуатации ИИС на объекте, структура ИИС, особенности обработки результатов измерений и т.п.), влияющих на выбор рационального метода регламентации МХ ИИС; - достаточность комплексов нормируемых или экспериментально определяемых МХ измерительных компонентов ИИС и характеристики аттестованных алгоритмов и программ обработки данных для расчета по ним МХ ИК ИИС; - наличие и правильность методик расчета МХ ИК ИИС по МХ входящих в них компонентов; - наличие и правильность методов и средств экспериментального определения и (или) контроля МХ ИК ИИС и (или) их измерительных компонентов, методов достоверности передачи данных в линиих связи ИИС; - достаточность регламентированного комплекса МХ ИК ИИС для определения точностных характеристик в реальных условиях её эксплуатации. Какая документация служит в качестве дополнительных материалов, представляемых заказчиком при проведении испытаний для целей утверждения типа? В качестве дополнительных материалов используется документация, которая содержит: - результаты исследовательских испытаний (моделей, макетов и т.п.), проводимых на этапах разработки, проектирования; - результаты испытаний, относящихся к этапу «опытная эксплуатация». В большинстве случаев речь идет о системах типа ИИС-3, или ИИС, входящих в подсистему в более сложные автоматизированные системы; - материалы аттестации алгоритмов и программ обработки измерительной информации. Назовите виды поверки и охарактеризуйте каждый из них. При этом разделяют следующие виды поверки: - первичную поверку; - периодическую поверку; - внеочередную поверку; - инспекционную поверку; - комплектную поверку; - поэлементную поверку. Первичная поверка выполняется при выпуске СИ из производства или после ремонта, а также при выпуске СИ из-за границы партии, при продаже. Периодической поверке подвергаются СИ, находящиеся в эксплуатации или на хранении. Периодическая поверка выполняется через установленные МПИ. Внеочередной называется поверка, проводимая до наступления срока очередной периодической поверки. Инспекционная поверка проводится органом ГМКН при проведении государственного надзора за состоянием и применением СИ. Комплектной определяет поверку, присущие ему при помощи МХ СИ, присущие ему как единому целому. Поэлементной называют поверку, при которой значения МХ установлены по МХ его составных элементов или частей. Поэлементная поверка характерна для ИС и ИИС. От чего зависит выбор экспериментальных и расчетных методов определения и контроля метрологических характеристик измерительных каналов информационно-измерительных систем? Выбор экспериментального метода определения и контроля МХ ИК ИИС зависит от ряда определяющих факторов, определяющих постановку и проведение эксперимента. На выбор указанных влияет также наличие или отсутствие априорных сведений о метрологических свойствах ИК ИИС, вид ИК. Априорные сведения о составе и существенных факторов могут быть получены: из НД и ТД на ИИС. При отсутствии априорных сведений по составу и качеству факторов, влияющих на точность измерений, проводят предварительное исследование метрологических свойств ИК ИИС. Такие исследования обычно проводят в рамках исследовательских или предварительных испытаний, осуществляемых на этапах разработки, проектирования ИИС или ввода ее в эксплуатацию. В рамках поверочных работ аналогичные исследования не подтверждают. С какими целями проводится калибровка измерительных каналов информационно-измерительных систем? ИИС и ИК ИИС, не вызываются ГМКН, подвергаются калибровке. Несмотря на то, что в разделении понятийного поверочного поверочного материала, следует из положений, содержащихся в калибровочном коде. определения, приведенного в РМГ 29-99: Калибровка измерений измерений - операций измерения, устанавливает соотношение между величиной данного значения, полученной с помощью средства измерения величины измерения, определенного с помощью эталона с определенным значением. действительных метрологических характеристик этого средства измерения. Охарактеризуйте основные тенденции в области испытаний и поверки информационно-измерительных систем. Проблемы проведения испытаний и ИИС связаны с условиями их метрологической надежности. Учитывая уникальность каждой ИИС, проблема сводится к вопросу обеспечения Использование постоянного мониторинга за характером изменений МХ ИИС и ее компонентов на месте эксплуатации ИИС, использование полученной информации для корректировки МПИ. Один из важных путей решения этой задачи - развитие и совершенствование методов самокалибровки и самодиагностики ИК ИИС. Для многих ИИС характерен автономный - в метрологическом смысле - режим использования, когда не может быть реализована ее оперативная связь с вышестоящими по поверочной схеме схемы. необходимая разработка и совершенствование транспортируемых эталонов, необходимых для поверки и калибровки ИК ИИС. При этом необходимо задействовать, что транспортируемые эталоны местные жители в условиях, отличных от условий хранения и применения эталонов в организациих ГМС и ГНМЦ. Вопросы о методиках и необходимости использования транспортируемых эталонов должны быть решены на стадиях разработки и испытаний ИИС. При развитии ИИС проявляются общие тенденции в развитии измерительной техники: - возрастание точности, расширение номенклатуры измеряемых величин и измерительных задач, расширение диапазонов измерений; - обеспечение доступа к средствам измерений высшей точности; - обеспечение измерений в условиях воздействия «жестких» внешних факторов (высокая температура, большое давление, ионизирующее излучение и т.д.) Охарактеризуйте существующие подходы к рассмотрению понятия информационно-измерительная система. Среди существующих подходов к рассмотрению понятия ИИС следует выделить два основных. Сущность одного подхода отражена в рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 29-99 “ГСИ. Метрология. Основные термины и определения”, в которой ИИС рассматривается как разновидность измерительной системы (ИС). В пункте 6.14 РМГ 29-99 приведено следующее определение: Измерительная система - совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта и т.п. с целью измерений одной или нескольких физических величин, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях. Сущность второго подхода отражена в определениях, приведенных в рекомендации МИ 2438-97 “ГСИ. Системы измерительные. Метрологическое обеспечение. Основные положения”. Измерительная система – совокупность определенным образом соединенных между собой средств измерений и других технических устройств ( компонентов измерительной системы ), образующих измерительные каналы, реализующая процесс измерений и обеспечивающая автоматическое (автоматизированное) получение результатов измерений (выражаемых с помощью чисел или соответствующих им кодов) изменяющихся во времени и распределенных в пространстве физических величин, характеризующих определенные свойства (состояние ) объекта измерений. |