Измерительные системы в экологическом мониторинге

В результате изучения главы 11 студент должен: знать

• • виды измерительных систем;
• • структуру измерительных систем;
• • особенности применения измерительных систем в ЭМ; уметь
• • подбирать измерительную систему для проведения ЭМ; владеть
• • методами определения метрологических характеристик измерительных систем.

Измерительные системы

Измерительная система (ГОСТ Р 8.596—2002) — совокупность измерительных, связующих, вычислительных компонентов, образующих измерительные каналы, и вспомогательные устройства (компонентов измерительной системы), функционирующие как единое целое, предназначенная:

• • для получения информации о состоянии объекта с помощью ИГ1 в общем случае множества изменяющихся во времени и пространстве величин, характеризующих это состояние;
• • машинной обработки результатов измерений;
• • регистрации и индикации результатов измерений и результатов их машинной обработки;
• • преобразования этих данных в выходные сигналы системы в разных целях.

Отметим, что ИС обладают основными признаками СИ и являются их разновидностью.

Компонент ИС — это входящее в се состав техническое устройство, выполняющее одну из функций, предусмотренных процессом измерения. В соответствии с этими функциями компоненты подразделяют на измерительные, связующие, вычислительные, комплексные и вспомогательные.

Измерительный компонент ИС — это СИ, для которого отдельно нормированы метрологические характеристики, например измерительный прибор, ИП (первичный, промежуточный, коммутатор, искробезопасный барьер, аналоговый фильтр и т.н.), мера.

Связующий компонент ИС — техническое устройство или часть ОС, предназначенное или используемое для передачи с минимально возможными искажениями сигналов, несущих информацию об измеряемой величине от одного компонента системы к другому (проводная линия связи, радиоканал, телефонная линия связи, высоковольтная линия электропередачи с соответствующей каналообразующей аппаратурой и др., а также переходные устройства — клеммные колодки, кабельные разъемы и т. п.).

Вычислительный компонент ИС — цифровое вычислительное устройство с программным обеспечением, выполняющее вычисления результатов прямых, косвенных, совместных или совокупных измерений (выражаемых числом или соответствующим ему кодом) по результатам первичных измерительных преобразований в ИС, а также логические операции и управление работой системы.

Комплексный компонент ИС — конструктивно объединенная или территориально локализованная совокупность компонентов, составляющая часть ИС, завершающая, как правило, измерительные преобразования, вычислительные операции, предусмотренные процессом измерений и алгоритмами обработки результатов измерений в иных целях, а также выработки выходных сигналов системы. Комплексный компонент системы — это вторичная часть ИС, воспринимающая, как правило, сигналы от ПИП.

Вспомогательный компонент ИС — техническое устройство (блок питания, система вентиляции, устройства, гарантирующие удобство управления и эксплуатации системы и т. п.), обеспечивающее нормальное функционирование ИС, но не участвующие непосредственно в измерительных преобразованиях.

Измерительный канал ИС — последовательное соединение каналов компонентов и измерительных каналов комплексных компонентов, выполняющее законченную функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерения, выражаемого числом или соответствующим ему кодом. Измерительные каналы системы могут быть простыми и сложными. В простом канале осуществляется прямое измерение величины. Сложный канал представляет собой совокупность простых измерительных каналов, реализующую косвенные, совокупные или совместные измерения.

Измерительные каналы могут входить в состав как автономных ИС, так и более сложных систем: контроля, диагностики, распознавания образов, других информационно-измерительных систем, а также автоматических систем управления технологическими процессами. ИС могут быть использованы как автономно, так и в составе более сложных структур (в них ИС может быть выделена на функциональном уровне).