Слайд 2
![РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ Измерительная техника -](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-1.jpg)
РОЛЬ И ЗНАЧЕНИЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ. ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
Измерительная техника - один из
важнейших факторов ускорения научно-технического прогресса практически во всех отраслях народного хозяйства.
Слайд 3
![При описании явлений и процессов, а также свойств материальных тел](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-2.jpg)
При описании явлений и процессов, а также свойств материальных тел используются
различные физические величины, число которых достигает нескольких тысяч: электрические, магнитные, пространственные и временные; механические, акустические, оптические, химические, биологические и др. При этом указанные величины отличаются не только качественно, но и количественно и оцениваются различными числовыми значениями.
Слайд 4
![Установление числового значения физической величины осуществляется путем измерения. Результатом измерения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-3.jpg)
Установление числового значения физической величины осуществляется путем измерения. Результатом измерения является
количественная характеристика в виде именованного числа с одновременной оценкой степени приближения полученного значения измеряемой величины к истинному значению физической величины. Укажем, что нахождение числового значения измеряемой величины возможно лишь опытным путем, т. е. в процессе физического эксперимента.
Слайд 5
![На практике при измерении физических величин применяются электрические методы и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-4.jpg)
На практике при измерении физических величин применяются электрические методы и неэлектрические
(например, пневматические, механические, химические и др.).
Слайд 6
![Электрические методы измерений получили наиболее широкое распространение, так как с](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-5.jpg)
Электрические методы измерений получили наиболее широкое распространение, так как с их
помощью достаточно просто осуществлять преобразование, передачу, обработку, хранение, представление и ввод измерительной информации в ЭВМ.
Слайд 7
![В настоящее время важной областью применения измерительной техники является автоматизация](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-6.jpg)
В настоящее время важной областью применения измерительной техники является автоматизация научно-технических
экспериментов. Для повышения экономичности проектируемых объектов, механизмов и машин большое значение имеют экспериментальные исследования, проводимые на их физических моделях.
Слайд 8
![Измерительная техника начала свое развитие с 40-х годов XVIII в.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-7.jpg)
Измерительная техника начала свое развитие с 40-х годов XVIII в. и
характеризуется последовательным переходом от
показывающих (середина и вторая половина XIX в.),
аналоговых самопишущих (конец XIX - начало XX в.),
автоматических и цифровых приборов (середина XX в. - 50-е годы) к информационно-измерительным системам.
Слайд 9
![Развитие дискретных средств измерительной техники в настоящее время привело к](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-8.jpg)
Развитие дискретных средств измерительной техники в настоящее время привело к созданию
цифровых вольтметров постоянного тока, погрешность показаний которых ниже 0,0001 %, а быстродействие преобразователей напряжение - код достигает нескольких миллиардов измерений в секунду
Слайд 10
![ОТКРЫТЫЕ МОДУЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ В глубокой древности люди придумали первую модульную](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-9.jpg)
ОТКРЫТЫЕ МОДУЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ
В глубокой древности люди придумали первую модульную систему -
кирпичную кладку.
Железная дорога явилась первой открытой (расширяемой) магистрально-модульной системой.
В начале XX века модульные формы оказались удобными для электротехнических устройств.
Слайд 11
![В 1922 году инженеры компании Bell Systems для размещения реле](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-10.jpg)
В 1922 году инженеры компании Bell Systems для размещения реле и
других деталей телефонных станций сконструировали ящики с передней панелью шириной 19 дюймов (482,6 мм), которая оказалась наиболее подходящей для решения их конкретной задачи.
Слайд 12
![В 60-х годах развитие вычислительной техники привело к необходимости стандартизировать](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-11.jpg)
В 60-х годах развитие вычислительной техники привело к необходимости стандартизировать не
только размеры модулей, но и каналы связи между ними. Это было сделано к 1969 году на модульную систему КАМАК, разработанную ядерными электронщиками ведущих европейских институтов для оснащения сложных экспериментов, САМАС - Computer Applications for Measurements And Control - применение компьютеров для измерений и управления.
Слайд 13
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-12.jpg)
Слайд 14
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-13.jpg)
Слайд 15
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-14.jpg)
Слайд 16
![СРЕДА РАЗРАБОТКИ ВИРТУАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ LABVIEW LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-15.jpg)
СРЕДА РАЗРАБОТКИ ВИРТУАЛЬНЫХ ПРИБОРОВ LABVIEW
LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) представляет
собой среду прикладного графического программирования, используемую в качестве стандартного инструмента
для проведения измерений,
анализа их данных и
последующего управления приборами и исследуемыми объектами.
Слайд 17
![Компьютер, оснащенный измерительно-управляющей аппаратной частью и LabVIEW, позволяет полностью автоматизировать процесс физических исследований.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-16.jpg)
Компьютер, оснащенный измерительно-управляющей аппаратной частью и LabVIEW, позволяет полностью автоматизировать процесс
физических исследований.
Слайд 18
![ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ LABVIEW Первая его версия была создана в 1986](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-17.jpg)
ДИНАМИКА РАЗВИТИЯ LABVIEW
Первая его версия была создана в 1986 году компанией
National Instruments в результате поисков путей сокращения времени программирования измерительных приборов. Версии LabVIEW с второй по восьмую проявлялись в 1990, 1992, 1993, 1996, 2000, 2003, 2005 годах.
Слайд 19
![СФЕРА ПРИМЕНИМОСТИ LABVIEW непрерывно расширяется. В образовании включает лабораторные практикумы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-18.jpg)
СФЕРА ПРИМЕНИМОСТИ LABVIEW
непрерывно расширяется.
В образовании включает лабораторные практикумы
по электротехнике, механике, физике.
В фундаментальной науке LabVIEW используют такие передовые центры как CERN (в Европе), Lawrence Livermore, Batelle, Sandia, Oak Ridge (США),
В инженерной практике - объекты космические, воздушного, надводного и подводного флота, промышленные предприятия и т.д.
Слайд 20
![Является основой для создания SCADA-систем (Supervisory Control And Data Acquisition – диспетчерское управление и сбор данных)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-19.jpg)
Является основой для создания SCADA-систем (Supervisory Control And Data Acquisition –
диспетчерское управление и сбор данных)
Слайд 21
![SCADA-системы предназначены для получения и визуализации информации от программируемых логических](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-20.jpg)
SCADA-системы предназначены для получения и визуализации информации от
программируемых логических
контроллеров (ПЛК),
плат ввода-вывода информации,
распределенных систем управления.
Разработка на их основе комплексных, хорошо интегрированных инструментальных средств, обеспечивающих взаимодействие лабораторного оборудования различной степени сложности в автоматизированном режиме, позволяет реализовать на практике основные концепции использования современных информационно-коммуникационных технологий
Слайд 22
![LabVIEW - среда разработки прикладных программ, в которой используется язык](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-21.jpg)
LabVIEW - среда разработки прикладных программ, в которой используется язык графического
программирования G и не требуется написания текстов программ.
Слайд 23
![Программа, написанная в среде LabVIEW, называется виртуальным прибором (ВП) (VI](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-22.jpg)
Программа, написанная в среде LabVIEW, называется виртуальным прибором (ВП) (VI -
virtual instrument). Внешнее графическое представление и функции ВП имитируют работу реальных физических приборов. LabVIEW содержит полный набор приборов для сбора, анализа, представления и хранения данных. Источником кода виртуального инструмента служит блок-схема программируемой задачи.
Слайд 24
![Программная реализация виртуальных приборов использует в своей работе принципы иерархичности](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-23.jpg)
Программная реализация виртуальных приборов использует в своей работе принципы иерархичности и
модульности. Виртуальный прибор, содержащийся в составе другого виртуального прибора, называется прибором-подпрограммой (SubVI).
Слайд 25
![СИСТЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АСНИ под жизненным циклом технической](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-24.jpg)
СИСТЕМНЫЕ ВОПРОСЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИИ АСНИ
под жизненным циклом технической системы понимается
структура процесса ее разработки, производства и эксплуатации, охватывающего время от возникновения идеи создания системы до снятия ее с эксплуатации.
Слайд 26
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-25.jpg)
Слайд 27
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-26.jpg)
Слайд 28
![ФРАГМЕНТ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ С ПОЭТАПНЫМ СОЗДАНИЕМ И ВВОДОМ В ЭКСПЛУАТАЦИЮ](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-27.jpg)
ФРАГМЕНТ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА СЛОЖНЫХ СИСТЕМ С ПОЭТАПНЫМ СОЗДАНИЕМ И ВВОДОМ В
ЭКСПЛУАТАЦИЮ
Слайд 29
![ФУНКЦИИ АСНИ КАК СЛЕДСТВИЕ ОБЩЕЙ СТРАТЕГИИ ЭКСПЕРИМЕНТА Объектом автоматизации для](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-28.jpg)
ФУНКЦИИ АСНИ КАК СЛЕДСТВИЕ ОБЩЕЙ СТРАТЕГИИ ЭКСПЕРИМЕНТА
Объектом автоматизации для АСНИ является
научный эксперимент, как процесс направленный на исследование некоторого реального объекта. Цель такого эксперимента - узнать что-то новое об объекте, то есть получение нового знания. Новое знание обычно ищется в виде некоторой модели.
Слайд 30
![ЭКСПЕРИМЕНТ И МОДЕЛЬ С одной стороны, эксперимент позволяет проверить и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-29.jpg)
ЭКСПЕРИМЕНТ И МОДЕЛЬ
С одной стороны, эксперимент позволяет проверить и уточнить модель,
то есть эксперимент - источник информации для модели. Именно на основании этой экспериментальной информации строится или уточняется модель.
С другой стороны, модель диктует, какой именно эксперимент следует проводить. То есть модель - источник информации для организации эксперимента.
Слайд 31
![КИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА. ЭКСПЕРИМЕНТ Н. ВИНЕРА](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-30.jpg)
КИБЕРНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ НАУЧНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА. ЭКСПЕРИМЕНТ Н. ВИНЕРА
Слайд 32
![объект исследования -"черный ящик", модель - "белый ящик". Под "черным](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-31.jpg)
объект исследования -"черный ящик", модель - "белый ящик". Под "черным ящиком"
понимается система, у которой доступны для наблюдения только входы и выходы и, кроме того, на вход можно в принципе подавать произвольное воздействие. Внутреннее устройство "черного ящика" считается принципиально недоступным.
"белый ящик" - это система, доступная не только снаружи (по входам и выходам), но и изнутри, то есть полностью известно его внутреннее устройство
Слайд 33
![Винер показал, что существует такой алгоритм работы этой системы (задаваемый](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-32.jpg)
Винер показал, что существует такой алгоритм работы этой системы (задаваемый устройством
управления), при котором в установившемся состоянии после завершения переходного процесса "белый ящик" (модель) по своему внешнему поведению (вход-выход) будет неотличим от "черного ящика" (объекта).
Слайд 34
![НЕДОСТАТКИ ЭКСПЕРИМЕНТА ВИНЕРА 1. Отсутствие целенаправленности поиска модели. Процесс основан](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-33.jpg)
НЕДОСТАТКИ ЭКСПЕРИМЕНТА ВИНЕРА
1. Отсутствие целенаправленности поиска модели. Процесс основан на полном переборе
входных воздействий с помощью генератора «белого шума». В результате время эксперимента (до завершения переходного процесса) может быть сколь угодно большим.
Слайд 35
![2. Реальные объекты могут не выдержать произвольного воздействия («белого шума»),](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-34.jpg)
2. Реальные объекты могут не выдержать произвольного воздействия («белого шума»), разрушиться.
3. Применительно к
сложным системам трудно определить, что такое «белый шум».
4. Реальные объекты - это скорее «таинственные ящики», т. е. они могут целенаправленно изменять свое поведение.
Слайд 36
![УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Н. ВИНЕРА На практике экспериментатор обычно располагает значительным](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-35.jpg)
УСОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ ЭКСПЕРИМЕНТ Н. ВИНЕРА
На практике экспериментатор обычно располагает значительным объемом априорной
информации
Усовершенствованный эксперимент Винера - это эксперимент с учетом априорной информации
Слайд 37
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-36.jpg)
Слайд 38
![на основании априорной и текущей (апостериорной) информации о результатах сравнения](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-37.jpg)
на основании априорной и текущей (апостериорной) информации о результатах сравнения осуществляется
такое управление "белым ящиком" и генератором воздействий, чтобы свести к минимуму различия в поведении "черного" и "белого" ящиков.
Слайд 39
![цель автоматизации эксперимента состоит в том, чтобы максимально разгрузить человека](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-38.jpg)
цель автоматизации эксперимента состоит в том, чтобы максимально разгрузить человека от
рутинных операция и оставить за ним выполнение только необходимых функций, связанных с принятием творческих (неформализуемых) решений.
Слайд 40
![АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ФУНКЦИИ Идея усовершенствованного эксперимента](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-39.jpg)
АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ФУНКЦИИ
Идея усовершенствованного эксперимента Винера на
практике реализуется в виде автоматизированной системы научных исследований (АСНИ)
Слайд 41
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-40.jpg)
Слайд 42
![УУИМ - устройство управления исполнительными механизмами; ИМ -исполнительные механизмы; Д](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-41.jpg)
УУИМ - устройство управления исполнительными механизмами;
ИМ -исполнительные механизмы;
Д -
датчик (первичный преобразователь); ИУ -измерительный усилитель; ПФ - полосовой фильтр; МАЦП -многоканальный АЦП
Слайд 43
![ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПО ГОСТ «Автоматизированная система научных исследований и комплексных испытаний](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-42.jpg)
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПО ГОСТ
«Автоматизированная система научных исследований и комплексных испытаний образцов
новой техники (АСНИКИ) - это программно-аппаратный человеко-машинный комплекс на базе средств вычислительной техники, предназначенный для проведения научных исследований или комплексных испытаний на основе получения и использования моделей исследуемых объектов, явлений и процессов»
Слайд 44
![ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ АСНИ Формирование испытательных воздействий на объект (если](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/242740/slide-43.jpg)
ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ, ВЫПОЛНЯЕМЫЕ АСНИ
Формирование испытательных воздействий на объект (если эксперимент активный).
Получение
(измерение) и обработка экспериментальных данных.
Получение и анализ моделей объектов.
Выработка решений об адекватности моделей.