Geum.ru

В. Н. Шивринский проектирование информационных систем учебно-методический комплекс

Вид материалаУчебно-методический комплекс

Содержание


Частичные блоки
Средства измерений
Средства выдачи непрерывных сигналов
Средства коммутации
Средства ввода-вывода дискретных сигналов
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11
Глава 7. Общая характеристика измерительно-

вычислительных комплексов


Признаки классификации, общие требования к измерительно-вычислительным комплексам (ИВК) приведены в ГОСТ 26.203-81. ИВК должны выполнять следующие функции: 1) прямые, косвенные, совокупные и совместные измерения электрических величин; 2) управление процессом измерений и воздействие на объект измерений; 3) представление оператору результатов измерений в заданном виде.

ИВК должны обеспечивать: 1) восприятие, преобразование и обработку электрических сигналов от первичных измерительных преобразователей; 2) управление средствами измерений и другими техническими компонентами; 3) выработку нормированных электрических сигналов, являющихся входными для средств воздействия на объект; 4) оценку точности и представление результатов измерений в установленной форме.

В состав ИВК входят технические и программные компоненты. Технические компоненты ИВК подразделяются на основные и вспомогательные. Основными являются: 1) средства измерений электрических величин; 2) средства вычислительной техники; 3) меры текущего времени и интервалов времени с нормированными характеристиками погрешности; 4) средства ввода-вывода цифровых и релейных сигналов.

Вспомогательными являются следующие средства, непосредственно не участвующие в процессе измерений: 1) блоки электрического сопряжения измерительных и вычислительных компонентов (блоки интерфейсного сопряжения, контроллеры); 2) коммутационные устройства, не являющиеся средствами измерений; 3) специализированные устройства буферной памяти; 4) расширители интерфейсных линий; 5) устройства расширения функциональных возможностей ИВК; 6) источники питания для вспомогательных технических компонентов.

Программными компонентами являются системное программное обеспечение и общее прикладное программное обеспечение. Системное программное обеспечение ИВК представляет собой совокупность программного обеспечения используемой ЭВМ и дополнительных программных средств, обеспечивающих: 1) работу в диалоговом режиме, 2) управление измерительными компонентами, 3) обмен информацией с измерительными компонентами, 4) проверку работоспособности ИВК, 5) изменение и дополнение состава общего прикладного программного обеспечения.

Общее прикладное программное обеспечение ИВК реализует: 1) типовые алгоритмы обработки измерительной информации, 2) типовые алгоритмы планирования эксперимента, 3) метрологическое обслуживание ИВК (поверка, экспериментальное определение метрологических характеристик каналов, метрологическая аттестация). Подпрограммы метрологического обслуживания ИВК должны быть согласованы с Госстандартом в установленном порядке.

Структуры ИВК

Элементы системы взаимодействуют между собой самым различным образом: механическим, электрическим, информационным. Информация об одной и той же структуре может выражаться в различной форме: в виде графических изображений с использованием условных знаков, совокупности числовых данных, таблиц и т. д. В зависимости от того, какие действия с информацией о структуре предполагается производить, выбирается тот или иной вид формализации.

Описание структуры различными видами формализованной записи становится эффективным инструментом анализа и синтеза тогда, когда установлены правила перехода от одного вида записи к другому. При соблюдении этого условия виды описания одной структуры становятся дополнительными по отношению друг к другу, и все вместе дают полное описание структуры.

При рассмотрении ИВК можно выделить конструктивные, энергетические и информационные структуры. Структура конструкции системы содержит информацию о механическом взаимодействии элементов системы (компонентов, плат, модулей, блоков, каркасов, стоек). Эта структура отражена в комплекте рабочих чертежей системы и соответствующей документации.

Структура энергетических связей содержит информацию об источниках и потребителях электрической энергии. Эта структура отражена в схеме соединений элементов системы, но иногда выделяется как отдельное описание, объясняющее специфику источников и приемников энергии и связывающих их линий передачи.

Структура информационных связей содержит сведения о том, каким образом происходит обмен информацией. Она является наиболее важной и первичной по отношению к другим структурам.

Для системного обмена информацией первым важнейшим условием является организация таких связей в системе, которые обеспечивали бы (при заданных временных характеристиках и надежности) прохождение всех информационных потоков в системе. Решение этой задачи обеспечивается: 1) выбором эффективных протоколов обмена информацией между элементами системы, 2) определением оптимальной структуры информационных связей, 3) выбором алгоритмов и средств обработки информации, позволяющих уменьшить интенсивность информационных потоков за счет промежуточного сжатия информации, и т. д.

Вторым важнейшим условием является обеспечение качества информации на всех стадиях получения, обмена, обработки и представления. Выполнение этого условия также связано как с выбором способов обмена, обеспечивающих необходимую подробность дискретизации по времени и значению, так и с алгоритмами и средствами получения и обработки информации.

Для ИВК можно выделить следующие общие характеристики: 1) количество источников и потребителей информации, 2) расположение источников и приемников в пространстве, 3) мощность потоков информации, поступающих и уходящих из системы (или устройства), 4) зависимость мощности информационных потоков от времени и т. д. Эти характеристики определяют количественную сторону обмена информацией.

Описание свойств системы, содержащее сведения о потоках информации и отражающее взаимодействие этих потоков, является структурой информационного взаимодействия. Наиболее распространенным способом представления структур информационного взаимодействия является структура информационных связей (СИС) между аппаратными средствами ИВК. Такая структура изображает каждое устройство, входящее в состав ИВК и участвующее в обмене информацией, в виде прямоугольника, внутри которого имеется название или условное обозначение этого устройства. Двойными линиями со стрелками показываются информационные связи, по которым идет обмен дискретными сигналами, а одинарными - связи, по которым происходит обмен аналоговыми сигналами. Достоинством этих структур является их наглядность, позволяющая отождествить каждый материальный объект, входящий в ИВК, с его функциональным назначением в информационном обмене. Далее под термином «структура» подразумевается СИС, а под термином «конфигурация» - типовой фрагмент СИС.

Многие ИВК имеют в своем составе один или несколько серийных управляющих вычислительных комплексов (УВК). Наиболее распространенная структура такого ИВК показана на рис.7.1.



Рис.7.1. Структура ИВК магистрального типа

Она включает в себя УВК и некоторое число устройств, объединенных магистральным видом обмена. Эта магистраль связана с магистралью УВК через устройство, называемое контроллером ветви (КВ). Конфигурация, состоящая из КВ, магистрали и подключенных к ней устройств, называется ветвью ИВК. В том случае, когда устройство не может быть непосредственно подключено к магистрали, оно связывается с ней через сопрягающее устройство, называемое адаптером (А). Возможны коллективные адаптеры (КА), обслуживающие несколько устройств. Непрерывные и дискретные сигналы могут поступать непосредственно на устройства (связанные с магистралью) или через устройства, не имеющие внешнего управления и работающие в автономном режиме. К магистрали ветви могут быть также подключены устройства, выполняющие функции обмена информацией с персоналом, и вспомогательные устройства.

В качестве примера на рис.7.1 к магистрали ветви подключены устройства ввода 1, вывода 2, выдачи 3 и 5 (причем устройство 3 выдает на объект сигналы через автономное устройство 4). Средства измерений 6-8 подключены к магистрали через КА, а измерительное устройство 9 подключено непосредственно к магистрали. К магистрали подключены также оперативно-диспетчерское оборудование 10, 11 и сервисное устройство 12.

В некоторых случаях в качестве магистрального интерфейса используется интерфейс УВК, тогда функции КВ сводятся к согласованию электрических сигналов на участках магистрали, находящихся внутри и вне УВК. Такие КВ называют расширителями магистрали.

Структура, приведенная на рис.7.1, позволяет создавать только сосредоточенные (в пределах нескольких метров) или локализованные (в пределах до 20 м) ИВК. В тех же случаях, когда по тем или иным причинам необходимо разделить средства, входящие в ИВК, на отдельные комплексы технических средств (КТС), применяется многоветвяная структура (рис.7.2). При этом несколько ветвей В1-Вn, имеющих внутреннюю структуру подобную рис.7.1, подключаются через свои контроллеры КВ1-КВn к магистрали УВК. В общем случае интерфейсы ветвей В1-Вn могут быть различными.



Рис.7.2. Структура многоветвяного ИВК

Для создания рассредоточенных ИВК применяются двухуровневые структуры радиального типа (рис.7.3). В этих структурах УВК1-УВКm, имеющие свои ветви, подключены к УВК'' второго уровня через устройства межмашинной связи (УМС).



Рис.7.3. Структура двухуровневого ИВК радиального типа


Для обмена между частями УМС, расположенными в УВК'' и УВК1-УВКm, используются радиальные последовательные интерфейсы, позволяющие разнести их на расстояние до 1-3 км.

Рассмотренные структуры не могут обеспечить решения всего многообразия задач. В одноуровневых ИВК возникают следующие проблемы: 1) необходимость получения и обработки больших потоков информации, превышающих возможности магистрали и средств обработки информации; 2) необходимость снижения уровня помех, создаваемых коллективной работой устройств; 3) необходимость дистанционного удаления некоторых устройств; 4) невыгодность (избыточность) применения серийного УВК в каждом ИВК; 5) невыгодность подключения к общей магистрали устройств, обмен с которыми ограничивается передачей простых управляющих воздействий.

Решение указанных проблем возможно различными методами, часть из которых относится к повышению степени автономности и функциональных возможностей устройств, входящих в состав ветви.

Структура одноуровневого ИВК, в составе которого отсутствует серийный УВК, приведена на рис.7.4.



Рис.7.4. Структура однопроцессорного модульного ИВК


В этой структуре все устройства подключены к одной магистрали и выполняют не только функции получения информации, но и функции обработки, управления и хранения информации. Обмен с персоналом также осуществляется устройствами, подключенными к магистрали через соответствующие адаптеры.

Для примера на рис.7.4 в состав ИВК включены процессор 13, запоминающие устройства 14, 15. Назначение остальных устройств такое же, что и на рис.7.1. Связь такого ИВК с другими ИВК или УВК второго уровня осуществляется через УМС. Такие ИВК позволяют создавать структуры с распределенной обработкой.

Дальнейшим развитием таких структур являются структуры, приведенные на рисунках 7.5-7.7. На рис.7.5 показано несколько процессоров, работающих на одной магистрали. Это одноуровневый мультипроцессорный ИВК.



Рис.7.5. Структура многопроцессорного модульного ИВК


На рис.7.6 показана структура однопроцессорного ИВК, в которой устройства подключаются к одной или нескольким магистралям, образующим систему магистралей.



Рис.7.6. Структура ИВК с системой магистралей

Структура многопроцессорного ИВК с системой магистралей приведена на рис.7.7. Применение этих структур позволяет решить перечисленные выше проблемы. Повышение производительности достигается за счет структур с распараллеливанием магистралей. Снижение уровня помех, возможность удаления устройств на значительные расстояния и упрощение обмена с малоинформативными устройствами достигается за счет структур рис.7.6-7.7.



Рис.7.7. Структура многопроцессорного ИВК

с системой магистралей


Для повышения надежности процесса испытаний используются структуры с резервированием. Возможны два типа структур, повышающих надежность: построенные по принципу дублирования и мажоритарные структуры.

В дублированных структурах обязательно применение во всех ее составных частях встроенного контроля исправного состояния. В мажоритарных структурах получение достоверной информации основано на сопоставлении результатов, полученных по каждому независимому каналу, и выборе результата, совпадающего с показаниями большинства измерительных каналов.

Характеристики ИВК

Характеристики ИВК, по сравнению с традиционными средствами измерений, существенно шире. Они должны отражать не только свойства ИВК, непосредственно связанные с получением информации, но также свойства, связанные с обменом, обработкой, хранением и представлением информации.

В тех случаях, когда в состав ИВК входит серийный управляющий вычислительный комплекс (УВК), эти свойства могут быть проанализированы и определены на основе характеристик используемого УВК и применяемых интерфейсов. Так, характеристики, связанные с возможными потоками и объемами информации, определяются на основании анализа характеристик интерфейсов и средств ввода-вывода УВК.

Характеристики, связанные с обработкой информации, определяются типом используемого процессора и операционной системы. Возможности ИВК как средства хранения оперативной и долговременной информации определяются используемыми в УВК внутренними и внешними запоминающими устройствами, а его характеристики как средства представления информации связаны с применяемым в УВК оперативно-диспетчерским оборудованием.

Если средства управления, обработки и хранения входят в состав модульного ИВК, выбор номенклатуры его информационных и метрологических характеристик, а также методов их определения, представляет сложную задачу, которая в настоящее время не имеет однозначного решения.

В том случае, когда ИВК работает в составе измерительной информационной системы, целесообразно нормировать и проверять характеристики ИВК как средства для выполнения данного, конкретного типа испытаний. При этом могут нормироваться такие параметры, как время выполнения цикла испытаний, метрологические характеристики получаемых результатов испытаний, число или канальность объектов испытаний, объем и форма получаемых документов. Проверка характеристик таких ИИС может производиться на эталонных видах изделий.

Для ИВК, область применения которых не ограничивается одним конкретным видом испытаний, наиболее распространенным подходом к нормированию характеристик является разделение аппаратно-программных средств ИВК на тракты (каналы) и нормирование характеристик этих трактов. Определение метрологических характеристик при этом производится расчетным методом, а их проверка осуществляется путем введения в программное обеспечение ИВК специальных программ (метрологического программного обеспечения). Трудности, возникающие при нормировании характеристик трактов, связаны главным образом с тем, как определить в ИВК начало и конец тракта. Например, за окончание результата измерений в тракте можно принимать момент попадания кодированного значения этого результата на магистраль ветви, в оперативное запоминающее устройство, на средства отображения или документирования.

Аналогичные трудности возникают при выдаче сигнала с заданными метрологическими характеристиками. Конкретное содержание проблем метрологического обеспечения средств, входящих в ИВК и ИИС на их основе, выясняется при детальном анализе процессов, происходящих в тракте, и возникающей при этом погрешности.

Различают четыре основных вида преобразования измерительной информации в автоматизированных измерительных системах:

1) преобразование сигналов в аналоговой форме;

2) аналого-цифровое преобразование;

3) преобразование измерительной информации в цифровой форме;

4) преобразование в каналах выдачи аналоговой информации.

Погрешности аналогового преобразования сигналов измерительной информации подробно изучались в предыдущих разделах.

Погрешность аналого-цифрового преобразования обусловлена погрешностью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), включающей в себя погрешность квантования непрерывного сигнала по уровню, а также погрешность датирования отсчетов, вызванной несоответствием реального момента измерений запланированному (см., например, [6, с. 220-228]).

Погрешность цифрового преобразования связана с округлением в ЭВМ данных измерений, промежуточных вычислений и коэффициентов; отклонением реального оператора цифрового преобразования от идеального; влиянием погрешностей прямых измерений на окончательную погрешность результатов косвенных, совместных и совокупных измерений, полученных с помощью цифрового преобразования.

Погрешность канала аналогового вывода информации вызвана теми же причинами, что и погрешность измерительного канала ИИС.

Анализ системы должен содержать метрологический анализ каждого этапа преобразования сигналов измерительной информации в отдельности и анализ совместного преобразования на всех этапах. Результаты этого метрологического анализа должны явиться основой для разработки методов экспериментального и расчетного определения характеристик средств различного уровня. Нормативной базой этих методов должны быть методики расчетов и экспериментального определения метрологических характеристик трактов измерительной информации и системы в целом, а также перечень нормируемых характеристик для средств, входящих в состав трактов.

Метрологические характеристики средств измерений нормируются. Наиболее важные из них:

1) пределы измерений (по входу);

2) номинальные значения мер;

3) диапазон рабочих частот;

4) характеристики систематической составляющей погрешности, в частности пределы допускаемой систематической составляющей погрешности;

5) характеристики случайной составляющей погрешности, в частности пределы допускаемого среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности;

6) характеристики полной погрешности;

7) входное полное сопротивление;

8) выходное полное сопротивление;

9) динамические характеристики, в частности амплитудно-частотные, фазочастотные и т. д.;

10) функции влияния, представляющие собой зависимость изменения метрологических характеристик от изменения влияющих величин или неинформативных параметров входного сигнала; при этом неинформативным параметром входного сигнала называется параметр, не связанный функционально с измеряемым свойством объекта измерений; например, зависимость показаний электронного вольтметра от частоты или формы кривой измеряемого напряжения.

В технической документации метрологические характеристики средств измерений представляют в виде чисел, формул, таблиц и графиков.

В ИВК могут возникнуть инструментальные погрешности при выполнении вычислительных процедур из-за ограниченной разрядной сетки ЭВМ. Операция округления в ЭВМ осуществляется обычно путем усечения неучитываемых разрядов или симметричного округления с учетом значения старшего отбрасываемого разряда. Погрешности усечения имеют отрицательный знак для любых арифметических операций над числами. При большом количестве последовательных арифметических операций погрешности могут превысить допустимый уровень. Оценка этой погрешности производится в случаях, когда разрядная сетка ЭВМ близка к разрядности АЦП. Рекомендуется иметь в ЭВМ 2-4 дополнительных (по сравнению с разрядностью АЦП) разряда.


Принципы формирования комплексов получения информации

Комплексы получения информации (КПИ) являются важнейшей составной частью ИВК. Основными аппаратными средствами КПИ являются модули, частичные блоки, приборы и субкомплексы.

Модули - это устройства, конструктивно расположенные на одной или нескольких печатных платах стандартного размера, выполняющие одну или несколько определенных функций измерения, преобразования, выдачи, коммутации непрерывных сигналов, а также ввода и вывода дискретных сигналов. В состав модуля входят также узлы для выполнения функций системного обмена с магистралью. Конструктивно исполнение модулей рассчитано на их размещение и закрепление в определенном типе каркаса (крейта). Электропитание осуществляется от внешних источников.

Частичные блоки - это устройства, предназначенные для преобразования входных или выходных сигналов КПИ (усилители мощности, напряжения или тока, нормирующие преобразователи).

Прибор представляет собой устройство, заключенное в опломбированный корпус, имеющее автономный источник питания и лицевую панель, на которой расположены органы управления и индикации, позволяющие выполнять все запланированные операции в ручном режиме. Измерительная часть прибора может состоять из тех же узлов, которые используются в модулях. На современном этапе метрологические характеристики приборов выше, чем у модулей. Это достигается за счет применения структурных, алгоритмических и конструктивных решений, которые по тем или иным причинам не могут быть выполнены в модульном исполнении.

Субкомплексы являются дальнейшим развитием приборов в направлении увеличения числа измеряемых и выдаваемых электрических величин, количества измерительных каналов и первичной обработки измерительной информации. Аппаратная часть субкомплекса представляет собой набор модулей.


Классификация средств обмена непрерывными сигналами

Первым признаком классификации является назначение устройства: измерение, выдача или коммутация.

Вторым признаком является вид измеряемой, выдаваемой или коммутируемой электрической величины.

Третья группа признаков описывает метрологические характеристики средств, в первую очередь, диапазон изменения, точность и быстродействие, а также некоторые дополнительные характеристики, связанные с конкретными видами средств (шумы, помехи, число каналов, входные и выходные сопротивления и т. д.).

Средства измерений

Это наиболее развитая и многочисленная подгруппа средств получения информации широко представлена в ИВК на всех уровнях конструктивного исполнения: приборном, блочном, модульном. Наиболее распространенными являются средства измерений напряжения постоянного тока, постоянного тока, сопротивления, частоты и периода. Кроме того, путем преобразования сигналов в унифицированный сигнал постоянного напряжения или тока измеряются многие электрические и неэлектрические величины.

Промышленностью выпускается значительное количество цифровых электроизмерительных приборов. Степень автоматизации измерительных функций, выполняемых различными приборами, или «системность» этих цифровых приборов различна. Минимально пригодным для применения в ИВК является цифровой прибор, который способен по сигналу внешнего запуска произвести измерение входной величины и сигнализировать о моменте времени, начиная с которого его выходные дискретные сигналы могут восприниматься средствами системного обмена. При этом остальные операции, связанные с выбором режима работы, вида измеряемой величины и ее поддиапазона, выполняются вручную либо до начала измерений, либо в процессе измерений по информации, полученной персоналом от ИВК через оперативно-диспетчерское оборудование. На первом этапе развития ИВК именно такие приборы составляли основу измерительного комплекса (ИК). Дискретные сигналы на выходе этих приборов представляют собой двоично-десятичный код мантиссы измеряемой величины, а также сигналы полярности и порядка поддиапазона, закодированные произвольным образом.

С введением ГОСТ 26.003-80 и дальнейшим развитием элементной базы происходило постепенное развитие системных функций приборов с целью оснащения их выходом на стандартный интерфейс (для программного управления всеми операциями по выбору режимов работы, виду и поддиапазону измеряемой величины).

Наибольшее применение в ИВК находят цифровые вольтметры и мультиметры, а также частотомеры-периодомеры. Кроме того, выпускаются цифровые омметры, фазометры, цифровые мосты для измерения емкости и индуктивности, которые могут применяться в КПИ. Все цифровые вольтметры и мультиметры осуществляют предварительное преобразование измеряемой величины в унифицированный сигнал - напряжение постоянного тока, который затем преобразуется в цифровой код аналого-цифровыми преобразователями различного типа.

В современных КПИ находят применение средства измерений, выполненные в виде частичных блоков. По своему назначению все они выполняют функции преобразования типа аналог-аналог, т. е. на входе и на выходе этих устройств присутствуют непрерывные электрические сигналы, различающиеся видом, уровнем и спектром. Они предназначены как для автономного использования, так и в составе комплексов и систем. Частичные блоки имеют встроенное электропитание, опломбированный корпус и нормированные метрологические характеристики.

Модульные средства измерений, входящие в ИВК, предназначены для выполнения тех же функций, которые в настоящее время выполняются приборами и блоками. Все модульные средства измерений можно разделить на две группы: аналого-цифровые преобразователи (АЦП) и нормирующие преобразователи.

Применяются два типа АЦП: 1) осуществляющие преобразование постоянного напряжения, тока в код (АЦПН); 2) осуществляющие преобразование частоты, периода в код (АЦПЧ). АЦПН могут измерять мгновенное значение входной величины и среднее значение за интервал времени. АЦПН среднего значения находят наибольшее распространение при измерениях в условиях помех с частотой питающей сети. Интегрирующие АЦПН имеют высокие метрологические характеристики, в цифровых вольтметрах постоянного тока разрешающая способность достигает 0.0001%. В аппаратуре КАМАК используются модульные АЦПН с быстродействием от 200 нс до 2 с и разрядностью от 7 до 20.

Частотные аналого-цифровые преобразователи представляют собой разновидность АЦП. АЦПЧ предназначены для получения из входных аналоговых сигналов информации о частоте или периоде с последующим преобразованием в параллельный двоичный код. Существующая в настоящее время элементная база позволяет на одной-двух платах реализовать измерение частоты, периода в широком диапазоне: 0.012107 Гц - по частоте и 110-7100 с - по периоду.

Возможности программного управления и последующих вычислений дают модульным средствам преимущества (по сравнению с частотомерами в приборном исполнении) в производительности при измерении частоты на низких частотах и периода - на высоких. Границы для работы модуля в режиме измерения частоты или периода обусловливаются требуемой погрешностью измерения.

Нормирующие преобразователи в модульном исполнении по своему назначению соответствуют либо блочным измерительным преобразователям, усиливающим сигналы низкого уровня, либо блочным преобразователям, нормирующим сигналы с датчиков неэлектрических величин.

Средства выдачи непрерывных сигналов

Важнейшей составной частью ИВК является средство, позволяющее выдавать на объект испытаний непрерывный сигнал, метрологические характеристики которого (с известной, гарантируемой точностью) соответствуют коду числа, поступившему на вход этого средства из УВК через средства системного обмена.

Вначале таким сигналом являлось напряжение постоянного тока, изменяющееся в пределах ±10 В (либо в более широком диапазоне). Впоследствии развитие ИВК стимулировало разработку и освоение программируемых средств для выдачи других электрических величин: постоянного тока, сопротивления, частоты и периода колебаний, амплитудного значения синусоидального напряжения переменного тока в низкочастотном диапазоне частот. Перечисленные средства в приборном исполнении часто объединяются общим названием «калибраторы электрических сигналов», хотя употребляются также названия «многозначная мера» и «программируемый источник».

Наиболее широкое применение средства выдачи непрерывных сигналов находят в ИВК для испытаний устройств с электрическим входом и выходом, где они служат источниками для получения непосредственных воздействий на объект испытаний.

В других ИВК воздействие выдается в виде унифицированного электрического сигнала (напряжения или тока), который затем преобразуется в воздействие, имеющее другую физическую природу. Кроме того, калибраторы используются в составе некоторых ИВК в качестве средств встроенного метрологического контроля для периодической поверки основных измерительных трактов.

Основную группу модульных средств выдачи сигналов составляют цифроаналоговые преобразователи напряжения (ЦАПН). В прецизионном режиме такой ЦАП имеет 18 двоичных разрядов и время установления 100 мс, в быстродействующем - 14 двоичных разрядов при времени установления 10 мкс. Кроме ЦАПН имеются также модули для выдачи частотного сигнала.

Средства коммутации

Коммутатор является программно-управляемым устройством, позволяющим подключить любой из имеющегося набора входов или выходов объекта к средствам выдачи или измерения ИВК. В том случае, когда обеспечивается точность метрологических характеристик измеряемых или выдаваемых сигналов и погрешность, вносимая коммутатором в измеряемый или выдаваемый сигнал, может быть учтена, коммутатор называется измерительным.

В приборном исполнении в составе ИВК нашли применение измерительные коммутаторы Ф799 и Ф7078. Эти коммутаторы имеют модификации с контактными и бесконтактными коммутирующими элементами (ключами), количество которых может наращиваться ступенями за счет изменения числа частичных блоков ключей, входящих в коммутатор. В модульных ИВК коммутаторы могут присутствовать как в качестве узлов, входящих в состав функциональных модулей, так и в виде отдельных модулей.

Средства ввода-вывода дискретных сигналов

Средства ввода-вывода дискретных сигналов используются для двунаправленного обмена этими сигналами между объектом и ИВК, а также для согласования сигналов по форме и электрическим параметрам. Эти устройства выполняются в виде модулей. Появление средств ввода-вывода как самостоятельной группы обусловлено невозможностью непосредственной передачи (приема) информации из магистрали каркаса или УВК на управляемый объект из-за наличия помех, несоответствия электрических параметров магистрали и объекта по амплитуде, форме или мощности, наличия специфических требований к способам приема (передачи) данных.

Структурно эти модули состоят из двух функциональных узлов: интерфейсного и функционального преобразования. Интерфейсный узел согласует модуль с магистралью каркаса по стандартному протоколу обмена. Узел функционального преобразования (УФП) преобразует информацию, вводимую (выводимую) в магистраль (из магистрали) в сигнал, пригодный для обмена с объектом. Составной частью УФП может быть гальваническая развязка, обеспечивающая защиту объекта от помех. Наличие интерфейсного узла обязательно для любого модуля, а состав УФП меняется в зависимости от удаленности объекта от каркаса и функционального назначения модуля.