Системы сбора данных и виртуальные измерительные приборы

Системы сбора данных предназначены как для измерения различных физических величин, характеризующих состояние объектов и процессов, так и последующей обработки и отображения полученных данных. Примерами таких физических величии могут служить температура, давление, крутящий момент, амплитуда импульсов напряжения, сила электрического тока, частота колебаний и т. д. Кроме измерений системы сбора данных могут выполнять также функции формирования или генерации аналоговых или цифровых сигналов управления, хранения и документирования информации, передачи данных по каналам связи.

Системы сбора данных (в переводной литературе нередко называемые DAQ-системами - Data AcQuisition System) включают следующие основные компоненты (рис. I):

первичные измерительные преобразователи (датчики) - устройства, преобразующие физические величины в электрический сигнал, например в электрическое напряжение или ток [8, 9];

устройства согласования сигналов - технические средства вторичного преобразования электрических сигналов, поступающих от датчиков. Эти устройства служат для повышения точности измерений или снижения уровня шума. Основными видами согласования сигнала являются усиление, возбуждение, линеаризация, развязка и фильтрация;

аппаратура аналого-цифрового и цифроаналогового преобразования (АЦП и ЦАП) - аппаратные средства, предназначенные для ввода данных в компьютер и вывода данных из него;

компьютер (персональный или промышленный), с помощью которого осуществляются обработка и визуализация данных, формирование управляющих воздействий, документирование, связь с другими системами и т. п;

прикладное программное обеспечение - предназначенное для управления всеми аппаратными средствами системы и реализации функций по обработке и визуализации данных.

Персональный компьютер

Рис. 1. Типовая система сбора данных

Диапазон и погрешность измерений, быстродействие, потребляемая мощность и другие технические характеристики систем сбора данных зависят от характеристик технических компонент. В то же время универсальность систем сбора данных, функциональность, гибкость (способность к адаптации при решении задач одного или разных классов), удобство применения в автоматических или человеко-машинных системах определяются, прежде всего, возможностями вычислительных средств и программного обеспечения.

В современных системах программное обеспечение играет все большую роль, а ресурсы, необходимые для его разработки, сопоставимы или даже превосходят ресурсы, затрачиваемые на создание технических средств. Существенно упростить и ускорить создание сложных автоматизированных измерительных и управляющих систем можно, используя современные технологии проектирования, среди которых основная роль принадлежит технологии виртуальных измерительных приборов.

Технология виртуальных измерительных приборов (ВИП) идеально подходит для организации многофункционального рабочего места в научно-исследовательской лаборатории, на производстве - для испытаний разнообразной промышленной продукции, в учебной лаборатории и т. п. Модульный принцип построения ВИП позволяет легко добавлять и изменять функциональные возможности создаваемой системы, а также многократно применять эти приборы в самых различных экспериментах и лабораторных практикумах без приобретения дополнительных аппаратных средств и программного обеспечения. Технология ВИП - основа универсальной лабораторной станции ELVIS.

При работе с лабораторной станцией ELVIS может быть использован комплект из двенадцати готовых к применению виртуальных измерительных приборов, разработанных в среде графического программирования LabVIEW, или конфигурируемая система измерительных приборов SignalExpress. Кроме того, пользователь может создавать в LabVIEW свои собственные ВИП для работы с ELVIS.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >