Информационно измерительные системы кратко

Обновлено: 01.07.2024

Измерительная информационная система (ИИС) в соответствии с ГОСТ 8.437—81 представляет собой совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью представления потребителю (в том числе для АСУ) в требуемом виде, либо автоматического осуществления логических функций контроля, диагностики, идентификации.

В зависимости от выполняемых функций ИИС реализуются в виде измерительных систем (ИС), систем автоматического контроля (САК), технической диагностики (СТД), распознавания (идентификации) образов (СРО). В СТД, САК и СРО измерительная система входит как подсистема.

Информация, характеризующая объект измерения, воспринимается ИИС, обрабатывается по некоторому алгоритму, в результате чего на выходе системы получается количественная информация (и только информация), отражающая состояние данного объекта. Измерительные информационные системы существенно отличаются от других типов информационных систем и систем автоматического управления (САУ). Так, ИИС, входящая в структуры более сложных систем (вычислительных систем связи и управления), может быть источником информации для этих систем. Использование информации для управления не входит в функции ИИС, хотя информация, получаемая на выходе ИИС, может использоваться для принятия каких-либо решений, например, для управления конкретным экспериментом.

Каждому конкретному виду ИИС присущи многочисленные особенности, определяемые узким назначением систем и их технологически конструктивным исполнением. Ввиду многообразия видов ИИС до настоящего времени не существует общепринятой классификации ИИС.

Наиболее распространенной является классификация ИИС по функциональному назначению. По этому признаку, как было сказано выше, будем различать собственно ИС, САК, СТД, СРО.

По характеру взаимодействия системы с объектом исследования и обмена информацией между ними ИИС могут быть разделены на активные и пассивные. Пассивные системы только воспринимают информацию от объекта, а активные, действуя на объект через устройство внешних воздействий, позволяют автоматически и наиболее полно за короткое время изучить

его поведение. Такие структуры широко применяются при автоматизации научных исследований различных объектов.

В зависимости от характера обмена информацией между объектами и активными ИИС различают ИС без обратной связи и с обратной связью по воздействию. Воздействие на объект может осуществляться по заранее установленной жесткой программе либо по программе, учитывающей реакцию объекта. В первом случае реакция объекта не влияет на характер воздействия, а следовательно, и на ход эксперимента. Его результаты могут быть выданы оператору после окончания. Во втором случае результаты реакции отражаются на характере воздействия, поэтому обработка ведется в реальном времени. Такие системы должны иметь развитую вычислительную сеть. Кроме того, необходимо оперативное представление информации оператору в форме, удобной для восприятия, с тем чтобы он мог вмешиваться в ход процесса.

Системы автоматического контроля (САК). Системы автоматического контроля предназначены для контроля технологических процессов, при этом характер поведения и параметры их известны. В этом случае объект контроля рассматривается как детерминированный.

Эти системы осуществляют контроль соотношения между текущим (измеренным) состоянием объекта и установленной "нормой поведения" по известной математической модели объекта. По результатам обработки полученной информации выдается суждение о состоянии объектов контроля. Таким образом, задачей САК является отнесение объекта к одному из возможных качественных состояний, а не получение количественной информации об объекте, что характерно для ИС.

Рисунок 1 – Система автоматического контроля параметров

В САК благодаря переходу от измерения абсолютных величин к относительным (в процентах "нормального" значения) эффективность работы значительно повышается. Оператор САК при таком способе количественной оценки получает информацию в единицах, непосредственно характеризующих уровень опасности в поведении контролируемого объекта (процесса).

Как правило, САК имеют обратную связь, используемую для воздействия на объект контроля. В них внешняя память имеет значительно меньший объем, чем объем памяти ИС, так как обработка и представление информации ведутся в реальном ритме контроля объекта.

Системы технической диагностики (СТД). Они относятся к классу ИИС, так как здесь обязательно предполагается выполнение измерительных преобразований, совокупность которых составляет базу для логической процедуры диагноза. Цель диагностики - определение класса состояний, к которому принадлежит состояние обследуемого объекта.

Диагностику следует рассматривать как совокупность множества возможных состояний объекта, множества сигналов, несущих информацию о состоянии объекта, и алгоритмы их сопоставления.

Объектами технической диагностики являются технические системы. Элементы любого технического объекта обычно могут находиться в двух состояниях: работоспособном и неработоспособном. Поэтому задачей систем технической диагностики СТД является определение работоспособности элемента и локализация неисправностей.

Основные этапы реализации СТД:

· выделение состояний элементов объекта диагностики контролируемых величин, сбор необходимых статистических данных, оценка затрат труда на проверку;

· построение математической модели объекта и разработка программы проверки объекта;

· построение структуры диагностической системы.

Элементы объекта диагноза, как правило, недоступны для непосредственного наблюдения, что вызывает необходимость проведения процедуры диагноза без разрушения объекта. В силу этого в СТД преимущественно применяются косвенные методы измерения и контроля.

Телеизмерительные информационные системы (ТИИС). Они отличаются от ранее рассмотренных в основном длиной канала связи. Канал связи является наиболее дорогой и наименее надежной частью этих систем, поэтому для ТИИС резко возрастает значение таких вопросов, как надежность передачи информации.

Телеизмерительные ИИС могут быть одно- или многоканальными. Они предназначаются для измерения параметров сосредоточенных и рассредоточенных объектов. В зависимости от того, какой параметр несущего сигнала используется для передачи информации, можно выделить ТИИС:

· интенсивности, в которых несущим параметром является значение тока или напряжения;

· частотные (частотно-импульсные), в которых измеряемый параметр меняет частоту синусоидальных колебаний или частоту следования импульсов;

· времяимпульсные, в которых несущим параметром является длительность импульсов; к ним же относятся фазовые системы, в которых измеряемый параметр меняет фазу синусоидального сигнала или сдвиг во времени между двумя импульсами;

· кодовые (кодоимпульсные), в которых измеряемая величина передается какими-либо кодовыми комбинациями.

Обобщенная структура ИИС

Рассмотренные выше измерительные информационные системы показывают, что почти для каждого типа ИИС используется цепочка из аппаратных модулей (измерительных, управляющих, интерфейсных, обрабатывающих). Таким образом, обобщенная структурная схема ИИС содержит:

· множество различных первичных измерительных преобразователей, размещенных в определенных точках пространства стационарно или перемещающихся в пространстве по определенному закону;

· множество измерительных преобразователей, которое может состоять из преобразователей аналоговых сигналов, коммутаторов аналоговых сигналов, аналоговых вычислительных устройств, аналоговых устройств памяти, устройств сравнения аналоговых сигналов, аналоговых каналов связи, аналоговых показывающих и регистрирующих измерительных приборов;

· группу аналого-цифровых преобразователей, а также аналоговых устройств допускового контроля;

· множество цифровых устройств, содержащее формирователи импульсов, преобразователи кодов, коммутаторы, специализированные цифровые вычислительные устройства, устройство памяти, устройство сравнения кодов, каналы цифровой связи, универсальные программируемые вычислительные устройства - микропроцессоры, микроЭВМ и др.;

· группу цифровых устройств вывода, отображения и регистрации, которая содержит формирователи кодоимпульсных сигналов, печатающие устройства, накопители информации, дисплеи, сигнализаторы, цифровые индикаторы;

· множество цифроаналоговых преобразователей;

· указанные функциональные блоки соединяются между собой через стандартные интерфейсы или устанавливаются жесткие связи;

· интерфейсные устройства (ИФУ), содержащие системы шин, интерфейсные узлы и интерфейсные устройства аналоговых блоков, служащие главным образом для приема командных сигналов и передачи информации о состоянии блоков. Например, через интерфейсные устройства могут передаваться команды на изменение режима работы, на подключение заданной цепи с помощью коммутатора;

· устройство управления, формирующее командную информацию, принимающее информацию от функциональных блоков и подающее команды на исполнительные устройства для формирования воздействия на объект исследования (ОИ).

Однако не для всякой ИИС требуется присутствие всех блоков. Для каждой конкретной системы количество блоков, состав функций и связи между блоками устанавливаются условиями проектирования.

Информация, контроль измерения
Определение ИИС
Область применения ИИС
Поколение ИИС
Информационная модель ИС
Структурная схема измерительного канала ИИС
Обобщенная структурная схема ИИС
Классификация ИИС по разновидностям входных величин
Классификация по виду выходной информации
классификация по принципам построения
Сосредоточенные и распределенные ИИС
Интерфейс RS232
Интерфейс LPT
Интерфейс USB
Интерфейс IRDA

Вложенные файлы: 1 файл

ответы на билеты .doc

Информация, контроль измерения
Определение ИИС
Область применения ИИС
Поколение ИИС
Информационная модель ИС
Структурная схема измерительного канала ИИС
Обобщенная структурная схема ИИС
Классификация ИИС по разновидностям входных величин
Классификация по виду выходной информации
классификация по принципам построения
Сосредоточенные и распределенные ИИС
Интерфейс RS232
Интерфейс LPT
Интерфейс USB
Интерфейс IRDA

Развитие науки, управление технологическими процессами немыслимы без получения количественной информации о тех или иных свойствах физических объектов.

Согласно ГОСТ 16263-70 измерение - это нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. В процессе измерения получается численное отношение между измеряемой величиной и некоторым ее значением, принятым за единицу сравнения.

Измерение представляет собой информационный процесс, а информационным называют процесс, возникающий в результате установления связи между двумя объектами материального мира: источником, или генератором, информации и ее приемником, или получателем.

Для получения измерительной информации необходимо сравнить измеряемую величину с физически однородной ей величиной известного размера. Для числового представления результата сравнения используется единица измерения.

2. Определение ИИС

3. Область применения ИИС

В области экспериментальной аэродинамики с помощью ИИС производится измерение аэродинамических сил, распределения давлений, температур, расходов газов и многих иных величин. Экспериментальная прочность нуждается в измерении внешних сил, воздействующих па исследуемые объекты, и реакции на их действие (напряжения в материале, смещения и т. д.), характеристик самих объектов и т. п. В обширных областях тензометрии, динамометрии, термометрии и т. п. в качестве основных экспериментальных средств применяются ИИС.

Геофизические экспериментальные исследования оснащены многочисленными ИИС, в которых реализуются эффективные методы исследования строения земной коры. В океанографических исследованиях с помощью ИИС происходит измерение температур, химического состава, скоростей движения, давлений в водной среде и т. п. Химические, физические, биологические экспериментальные исследования основаны на огромном количестве разнообразных методов и их реализаций с помощью ИИС. Это определение состава и характеристик объектов исследования и внешних воздействий, условий эксперимента и т. п. [1.3].

Для применения в метеорологии, для охраны окружающей среды созданы многочисленные ИИС, позволяющие получать и обрабатывать измерительную информацию о состоянии воздушной и водной сред, о солнечной радиации и т. п. [1.4].

Огромное поле для приложения ИИС представляют комплексные испытания машин, конструкций, приборов, оборудования. Испытания таких конструкций, как суда, летательные аппараты, двигатели (внутреннего сгорания, реактивные и др.), требуют создания сложных технических средств в целях получения необходимой, главным образом измерительной, информации.

Медицина оснащается современными ИИС, позволяющими получать и оценивать ряд физиологических и психофизических параметров человека. В промышленности, на транспорте, в сельском хозяйстве, вообще во всем народном хозяйстве довольно широко используются ИИС [1.6, 1.7]. В связи с применением микропроцессорных средств существенно расширяются возможности ИИС. Они становятся незаменимой составной частью роботов и др. Автоматизированный контроль и испытания продукции производятся в основном с помощью ИИС.

Иногда, а даже и чаще всего, ИИС встроены в аппаратуру, установку и т. п., при этом могут быть не выделены конструктивно и не отражены в названии, так, например, испытательный стенд, станция, аппаратура, отдельная часть АСУ каким-либо технологическим процессом и т. п. нередко содержат в своем составе какую-либо разновидность ИИС.

4. Поколение ИИС

На первом этапе ИИС представляли собой автоматизированные аналоговые системы, в которых осуществлялась первичная обработка информации при помощи функциональных преобразователей или простейших арифметических устройств (электромеханических и электронных). В них использовался циклический и адресный сбор информации с пульта оператора. При передаче информации использовалась в основном модуляция на постоянном токе. Информационно-измерительные системы первого поколения строились на электромеханических и электронно-ламповых элементах; они обладали малым быстродействием, имели низкую точность и надежность.

За время своего существования информационно- измерительные системы прошли несколько этапов, развития. Количество создаваемых и реально действующих ИИС резко возрастает. В измерительном оборудовании систем управления, жизнеобеспечения и научно-исследовательских работ космических кораблей, в наземных измерительно-управляющих комплексах все большую роль играют информационно-измерительные системы. Радиотелеметрические системы космических исследований являются важной разновидностью этих систем [1.2].

Информационно-измерительные системы второго поколения имели значительно более высокое быстродействие и точность. Применение в них многоступенчатых управляемых коммутаторов позволило значительно увеличить число измерительных каналов. Впервые при построении ИИС был использован принцип блочно-модульной компоновки. Измерительные системы этого поколения начали впервые серийно выпускаться промышленностью (К-200, К-484 и т. д.). Однако существенным недостатком серийных ИИС являлось отсутствие в их составе первичных преобразователей.

Третье поколение ИИС возникло в середине 70-х годов и связано с развитием микроэлектроники, появлением микросхем средней и большой степеней интеграции, развитием средств вычислительной техники, разработкой микропроцессоров, мини- и микро-ЭВМ.

Оно характеризуется созданием неких универсальных ядер, вокруг которых могут быть сформированы ИИС для массового сбора измерительной информации, как в условиях производства, так и при научных исследованиях. Эти ядра объединяют в своем составе средства измерительной и вычислительной техники, выполняются в блочно-модульном исполнении, а для программного управления работой модулей и объединения их в систему используются стандартные цифровые интерфейсы. Они получили название измерительно-вычислительных комплексов (ИВК). Использование в ИИС универсальных и управляющих мини- и микро-ЭВМ расширило ее функциональные возможности. Значительно увеличился массив обрабатываемой информации, резко возросла скорость обработки; появилась возможность алгоритмизации процесса измерения с целью повышения его точности; за счет наличия в составе измерительных преобразователей, входящих в стандартный ИВК, прецизионных калибраторов удается осуществлять сервисное обслуживание ИИС (калибровку).

В четвертом поколении ИИС использовались многофункциональные (ансамблевые) первичные измерительные преобразователи, позволяющие осуществлять преобразование нескольких однородных или разнородных физических величин. Получение информации, преобразование и предварительная обработка осуществляется на самом нижнем уровне иерархии ИИС встроенным в первичный преобразователь микропроцессором. Расширилось сервисное обслуживание: путем самодиагностики, а также анализ влияющих факторов, позволяющих осуществлять в ИИС необходимые профилактические мероприятия и выбирать соответствующий алгоритм измерения.

5. Информационная модель ИС

При проектировании ИИС по заданным техническим и эксплуатационным характеристикам возникает задача, связанная с выбором рациональной структуры и набором технических средств при ее построении. Структура ИИС в основном определяется методом измерения, положенным в ее основу, а количество и тип технических средств - информационным процессом, протекающим в системе. Оценку характера информационного процесса и видов преобразования информации можно произвести на основании анализа информационной модели ИИС.

ИИС является многоканальной и содержит в своем составе устройства обработки измерительной информации и банки данных, с которыми происходит непрерывный обмен информации.

В связи с тем, что в ИИС осуществляется в основном универсальными ЭВМ или специализированными процессорами (микроконтроллерами), являющимися структурным компонентом ИИС, то информационную модель ИИС можно упростить, сведя ее к модели измерительного канала (ИК).

Во всех измерительных каналах ИИС, включающих в себя элементы информационных, содержится некоторое ограниченное количество видов преобразования информации. Объединив все виды преобразования информации в одном измерительном канале и выделив последний из состава ИИС, а также имея в виду, что на входе измерительной системы всегда действуют аналоговые сигналы, можно получить две модели (

, а, б). Информационная модель, приведенная на

, а, описывает класс ИК, предназначенных для реализации прямых измерений, а модель на

, б - измерению с обратным преобразованием информации.

На моделях, в узлах 0-4 происходит преобразование информации. Стрелки указывают направление информационных потоков, а их буквенные обозначения - вид преобразования. Узел 0 является выходом объекта исследования или управления, на котором формируется аналоговая информация А, определяющая состояние объекта. Информация А поступает в узел 1, где она преобразуется к виду А_н удобному для дальнейших преобразований в системе. В узле 1 могут осуществляться преобразования неэлектрического носителя информации в электрический, усиление последнего, масштабирование, линеаризация и т. д., т. е. нормирование параметров носителя информации А. В узле 2 нормированный носитель информации А_н для передачи по линии связи модулируется и представляется в виде аналогового А_м либо дискретного Д_м сигнала.

Аналоговая информация А_м в узле 3₁ демодулируется и поступает в узел 4₁, где она измеряется и отображается.

Дискретная информация в узле 3₂ либо преобразуется в аналоговую информацию А_д и поступает в узел 4₁, либо после цифрового преобразования поступает на средство отображения цифровой информации или в устройство ее обработки.

Назначение любой измерительной системы, ее необходимые функциональные возможности, технические параметры и характеристики в решающей степени определяются объектом исследования, для которого она создана. Из-за разнообразия структур современных ИС, динамичного развития и перечня решаемых задач, классификация их в настоящее время еще полностью не завершена.

В зависимости от выполняемых функций измерительные системы можно условно разделить на три основных вида:

- измерительные системы измерения и хранения информации (условно называемые измерительными системами прямого назначения);

- контрольно - измерительные (автоматического контроля);

К измерительным системам относят также системы распознавания образов и системы технической диагностики, которые в курсе, относящемся к радиоизмерениям, не изучаются.

По числу измерительных каналов измерительные системы подразделяются на одно-, двух-, трех- и многоканальные (многомерные). Для совместных и совокупных измерений часто используют многоканальные, аппроксимирующие системы.

Наиболее бурно в настоящее время разрабатываются и внедряются ИС прямого назначения, основной особенностью которых является возможность программным способом перестраивать их для измерений различных физических величин и менять режим измерений. Изменений в аппаратной части при этом не требуется.

Измерительные системы прямого назначения условно делят на:

- информационно-измерительные системы (часто их называют термином измерительные информационные системы; аббревиатура одинакова — ИИС);

- измерительно-вычислительные комплексы (ИВК);

- виртуальные информационно-измерительные приборы (устоявшееся у специалистов название — виртуальные приборы; или компьютерно-измерительные системы — КИС).

Информационно-измерительные системы

Самым широким классом измерительных систем прямого назначения являются ИИС. Назначение ИИС определяют как целенаправленное оптимальное ведение измерительного процесса и обеспечение смежных систем высшего уровня достоверной информацией. Основные функции ИИС,— получение измерительной информации от объекта исследования, ее обработка, передача, представление информации оператору или/и компьютеру, запоминание, отображение и формирование управляющих воздействий.

Информационно-измерительная система должна управлять измерительным процессом или экспериментом в соответствии с принятым критерием функционирования; выполнять возложенные на нее функции в соответствии с назначением и целью; обладать требуемыми показателями и характеристиками точности, помехоустойчивости, быстродействия, надежности, пропускной способности, адаптивности, сложности; отвечать экономическим требованиям, предъявляемым к способам и форме представления информации, размещения технических средств; быть приспособленной к функционированию с измерительными информационными системами смежных уровней иерархии и другими ИИС.

Основной функцией ИИС, как и любой другой технической системы является целенаправленное преобразование входной информации в выходную. Это преобразование выполняется либо автоматически с помощью аппаратуры технического обеспечения, либо совместно — оперативным персоналом и аппаратурой технического обеспечения в сложных ИИС, ИВК и виртуальных приборах.

Применение современных средств цифровой схемотехники коренным образом изменило принципы построения ИИС. Кроме того, методы обоснованного распределения и направления информационных потоков дают возможность уменьшить их избыточность. Это позволяет ставить задачу о возможно максимальном переносе обработки измерительной информации к месту ее формирования, т. е. перейти к конвейерной обработке измерительной информации в распределенной ИИС. В целом такая система состоит из следующих основных частей: системы первичных преобразователей (датчиков), устройств сбора и первичной обработки информации, средств вторичной обработки информации, устройств управления и контроля, устройств связи с другими системами объекта, накопителей информации.

По организации алгоритма функционирования различают следующие виды ИИС:

- заранее заданным алгоритмом работы, правила функционирования которых не меняются, поэтому их можно использовать только для исследования объектов, работающих в постоянном режиме;

- программируемые, в которых изменяют алгоритм работы по программе, составляемой в соответствии с условиями функционирования объекта исследования;

- адаптивные, алгоритм работы которых, а часто и структура изменяются, приспосабливаясь к изменениям измеряемых величин и условной работы объекта;

- интеллектуальные, обладающие способностью к перенастройке в соответствии с изменяющимися условиями функционирования и иные выполнять все функции измерения и контроля в реальном и масштабе времени.

Математическое, программное и информационное обеспечение входит в состав лишь ИИС с вычислительными комплексами.

Математическое обеспечение — аналитические (математические) модели объекта исследования (измерения) и вычислительные алгоритмы.

В математическую модель объекта измерения входит описание взаимодействия между переменными входа и выхода для установившегося и переходного состояний, т.е. модель статики и динамики, а также граничные условия и допустимые изменения переменных процесса. Форма записи математической модели может быть различна: алгебраические и трансцендентные уравнения, дифференциальные уравнения и уравнения в частных производных. Могут использоваться переходные и передаточные функции, частотные и спектральные характеристики и пр. различают 3 основных метода получения математических моделей исследования ИИС: аналитические, экспериментальные и экспериментально-аналитические.

В последние годы при создании большинства ИС наиболее часто используют математическое моделирование, реализующее цепочку: объект – модель – вычислительный алгоритм – программа для компьютера – расчет на компьютере – анализ расчетов – управление исследованием.

Алгоритм измерения может быть представлен программно, словесно, аналитически, графически или сочетанием этих методов. Последовательность действий при этом непроизвольна, а реализует тот или иной метод решения задачи. Во всех случаях поставленная задача должна быть на столько точно сформулирована, чтобы не осталось места различным двусмысленностям.

Программное обеспечение ИИС включает в себя системное и общее прикладное программное обеспечение, в совокупности образующее математическое обеспечение, которое реализуется программной подсистемой. Системное программное обеспечение – совокупность программного обеспечения компьютера, используемого в ИИС, и дополнительных программных средств, позволяющих работать в диалоговом режиме, управлять измерительными комплексами; обмениваться информацией внутри подсистем комплекса; автоматически проводить диагностику технического состояния.

По существу, программное обеспечение ИИС представляет собой взаимодополняющую, взаимодействующую совокупность подпрограмм, реализующих:

- типовые алгоритмы эффективного представления и обработка измерительной информации, планирование эксперимента и других измерительных процедур;

- архивирование данных измерений;

- метрологические функции комплекса (аттестацию, поверку, экспериментальное определение нормируемых метрологических характеристик и т. п.).

Информационное обеспечение определяет способы и конкретные нормы информационного отображения состояния объекта исследования в виде документов, диаграмм, графиков, сигналов для их предоставления обслуживающему персоналу и компьютеру для дальнейшего использования в управлении.

Всю измерительную систему в целом охватывает метрологическое обеспечение (рис. 15.1).

В структуру технической подсистемы ИИС входят:

• блок первичных измерительных преобразователей;

• средства вычислений электрических величин (измерительные компоненты);

• совокупность цифровых устройств и компьютерной техники(вычислительных компонентов);

• меры текущего времени и интервалов времени;

• блок вторичных измерительных преобразователей;

• устройства ввода-вывода аналоговых и цифровых сигналов с нормированными метрологическими характеристиками;

• совокупность элементов сравнения, мер и элементов описания;

• блок преобразователей сигнала, цифровых табло, дисплеев, элементов памяти и пр.;

• различные накопители информации.

Кроме указанных элементов в подсистемы ИИС может входить ряд устройств согласования со штатными системами исследуемого объекта, телеметрией и пр.

В достаточно короткой истории развития ИИС можно отметить ряд поколений.

Первое поколение характеризуется формированием концепции ИИС и системной организацией совместной работы средств получения, обработки и передачи количественной информации. Это были в основном системы централизованного циклического получения измерительной информации с элементами вычислительной техники. Данный период (конец 50-х — начало 60-х годов прошлого столетия) называют периодом детерминизма, поскольку для исследований в ИИС использовался аппарат аналитической математики.

Второе поколение развития и внедрения ИИС связано с использованием адресного сбора информации и ее обработки с помощью встроенных компьютеров. Элементную базу таких систем представляют микроэлектронные схемы малой и средней степени интеграции. Этот период (70-е годы прошлого столетия) характерен решением целого ряда вопросов теории систем в рамках теории случайных процессов и математической статистики, поэтому его принято называть периодом стохастичности.

Третье поколение характерно широким введением в информационно-измерительные системы БИС, микропроцессоров, микро ЭВМ и промышленных функциональных блоков, совместимых между собой по информационным, метрологическим, конструктивным, энергетическим и эксплуатационным характеристикам, а также созданием распределенных и адаптивных ИИС.

Четвертое поколение отличает появление гибких перестраиваемых программируемых ИИС, что связано с развитием вычислительной техники. Гибкие ИИС отличаются прежде всего свободой пользователя в определении функционального назначения системы. Создает и программирует гибкую систему не производитель ее компонентов, а пользователь, в соответствии со своими задачами. В элементной базе гибких ИИС резко возрастает доля микросхем большой и сверхбольшой степени интеграции.

Пятое поколение бурно развивается в настоящее время, что обусловлено появлением адаптивных, интеллектуальных и виртуальных ИИС, построенных на базе персональных компьютеров и современного математического и программного обеспечения.

Измерительно-вычислительные комплексы

Одной из разновидностей ИИС являются измерительно-вычислительные комплексы. Основными признаками принадлежности измерительной системы к ИВК служат наличие компьютера, нормированных метрологических характеристик, программного управления средствами измерений, блочно-модульной структуры построения, состоящей из технической (аппаратной) и программной (алгоритмической) подсистем.

По назначению ИВК делятся на типовые, проблемные и специализированные.

Типовые ИВК предназначены для решения широкого круга типовых задач автоматизации измерений, испытаний или исследований независимо от области применения.

Проблемные ИВК разрабатывают для решения специфичной задачи в конкретной области автоматизации измерений.

Специализированные ИВК используют для решения уникальных задач автоматизации измерений, для которых разработка типовых и специализированных комплексов экономически нецелесообразна.

Измерительно-вычислительные комплексы предназначены для следующих задач:

• осуществления прямых, косвенных, совместных или совокупных методов измерений физических величин;

• представления оператору результатов измерений в нужном виде и управления процессом измерений и воздействия на объект измерений.

Чтобы реализовать эти функции, ИВК должен:

• эффективно воспринимать, преобразовывать и обрабатывать электрические сигналы от первичных измерительных преобразователей, а также управлять средствами измерений и другими техническими устройствами, входящими в его состав;

• вырабатывать нормированные электрические сигналы, являющиеся входными для средств воздействия на объект, оценивать метрологические характеристики и представлять результаты измерений в установленной форме.