POLITECHNIKA RZESZOWSKA im. Ignacego Łukasiewicza WYDZIAŁ ELEKTROTECHNIKI I INFORMATYKI KATEDRA METROLOGII I SYSTEMÓW DIAGNOSTYCZNYCH METROLOGIA Andrzej Rylski Politechnika Rzeszowska Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych, ul. W. Pola Rzeszów, Andrzej Rylski Politechnika Rzeszowska Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych, ul. W. Pola Rzeszów, 1.Zagadnienia 2.Wyrażanie niepewności pomiaru 3.zadanie - Obliczenie wartości niepewności pomiaru 4.Zadania systemu 5.Właściwości systemu 6.Klasyfikacja systemów pomiarowych 7.Klasyfikacja systemów pomiarowych. 8.Budowa systemu pomiarowego 9.Funkcje systemu pomiarowego 10.Schemat blokowy przyrządu pomiarowego z mikroprocesorem. 11.Interfejs w systemie pomiarowym. 12.Interfejs IEC – Interfejs RS-232 C 14.Interfejs 422A 15.podsumowanie Literatura: [1] Rylski A., Metrologia II prąd zmienny, str , skrypt, Wydawnictwa Politechniki Rzeszowskiej 2004 [2] Rylski A., Metrologia – wybrane zagadnienia. Zadania, str , skrypt Wydanie III, Wydawnictwa Politechniki Rzeszowskiej 2004, [3] Winiecki Wiesław: Organizacja komputerowych systemów pomiarowych. Warszawa, OWPW Systemy pomiarowe

Wyrażanie niepewności pomiaru Wyrażanie niepewności pomiaru przewodnik Główny Urząd Miar 1999 Niepewność typu A – u A (estymata odchylenia standardowego) Wartość odchylenia standardowego obliczona drogą analizy statystycznej. Dla rozkładu normalnego Gaussa: Niepewność typu B - u x Obliczenie niepewności wyniku pomiaru metodami innymi niż analiza serii pomiarów Np. z błędu przyrządu pomiarowego  x dla rozkładu: Dla rozkładu normalnego Studenta Niepewność złożona - Obliczenie niepewności wyniku otrzymanego z pomiaru metodami pośrednimi Niepewność rozszerzona Współczynnik rozszerzenia k p t pn Dla rozkładu równomiernego Dla rozkładu trójkątnego Dla rozkładu normalnego Niepewność względna u r

Obliczenie wartości niepewności [2], str. 50

Zadania systemu [1], str. 226 System pomiarowy - zestaw układów i urządzeń elektronicznych, dokonujący oceny wieloparametrowej badanego obiektu w sposób logicznie uporządkowany za pomocą zadanego programu. Rys. 1.A. Zdolność człowieka i systemu pomiarowego do analizy strumienia informacji Wykorzystanie informacji Strumień informacji Człowiek Maszyna oszacowanie wartości wybór metody wybór środków opracowanie układu pomiar. opracowanie programu wybór zakresów porównanie odczyt obróbka wyników interpretacja wynikow sporządzenie wyników stop start korekta

Własciowości systemu [1] str. 229 Rys. 1.C. Zależności określające racjonalny stopień automatyzacji systemu: R - system ręczny PA - system półautomatyczny, A - system automatyczny

Klasyfikacja systemów pomiarowych [1] str. 229 systemy aktywne, najczęściej wykorzystujące sprzężenie zwrotne, systemy pasywne, pozbawione możliwości oddziaływania na badany obiekt. Systemy pomiarowe posiadające własny komputer sterujący, można podzielić na: z obróbką danych, systemy bez obróbki danych. Ze względu na strukturę systemy pomiarowe można podzielić na: systemy o strukturze sztywnej ( gdzie przeważają rozwiązania narzędziowe, hardwerowe) systemy o strukturze elastycznej ( z przewagą rozwiązań programowych - softwarowe) W systemach z obróbką danych,, przetwarzanie danych może odbywać się: w czasie rzeczywistym- off - line, czyli równolegle ze zbieraniem danych, w czasie własnym w zamkniętej pętli - on - line, z pewnym opóźnieniem, w czasie własnym w otwartej pętli -in - line, z pewnym opóźnieniem

Klasyfikacja systemów pomiarowych [1] str. 230 Układ 1 porównania procesor Układ 2 porównania Ukł ad n porównani a Wzorze c 1 Wzorze c 2 Wzorze c n Obiekt badany Układ 1 porównania Układ 2 porównania Układ n porównania Wzorze c 1 Wzorze c 2 Wzorze c n Obiekt badany dane wartości ekstremalnych dobry/zły procesor Układ 1 porównania Ukł ad 2 porównani a Układ n porównania Wzorze c 1 Wzorze c 2 Wzorze c n Obiekt badany dane wartości ekstremalnych dobry/zły źródło sygnałów diagnostycznyc h procesor Rys. 1.D. Schemat funkcjonalny systemu pomiarowego-badawczego Rys. 1.E. Schemat funkcjonalny systemu pomiarowo-kontrolnego Rys. 1.F. Schemat funkcjonalny systemu pomiarowo- diagnostycznego

Budowa systemu pomiarowego [1], str. 231 Głowica pomiarowa (adapter) Podstawka przejść Obiekt badany Zespół stymulujący Zespół Sterowania i programów Zespół przełączający Zespół pomiarowy Zespół oceny wyników Zasilacz Rejestratory i wskaźniki Interfejsy Rys. 1.G. Ogólny schemat blokowy systemu pomiarowego -zbieranie informacji, -przetwarzanie informacji, -transport informacji, -komunikacja z otoczeniem, -programowanie i sterowanie wewnętrzne.

Funkcje systemu pomiarowego [1], str. 232 Mikroprocesor spełnia w systemach pomiarowych dwie grupy funkcji sterująco-programujące i obliczeniowe: Automatyczne zerowanie i uwierzytelnianie - można uzyskać dokładność pomiaru najbardziej zbliżoną do dokładności własnego wzorca. Automatyczny wybór zakresu pomiarowego Przetwarzanie wyników pomiarów Przedstawianie w odpowiedniej formie wyników pomiarów – procedury tu występujące służą jednocześnie do sterowania urządzeniami zewnętrznymi współpracującymi z danym systemem pomiarowym.

Schemat blokowy przyrządu pomiarowego z mikroprocesorem [1], str. 233 X We X/UA/C Przełącznik zakresów pomiar MAGISTRALA Wy ROM PP RAMinterfejs operator Konfiguracja systemów pomiarowych sekwencyjna gwiazdowa magistralowa pętlowa Informacja w systemie przesyłana jest za pomocą sygnałów informacyjnych (wyniki, dane) i organizacyjnych (adresy, rozkazy). Informacja może być transmitowana: 1.szeregowo, 2.równolegle, 3.lub szeregowo-równolegle.

Interfejs w systemie pomiarowym [1], str. 234 Konfiguracja systemów pomiarowych -konfiguracja sekwencyjna -konfiguracja gwiazdowa -konfiguracja magistralowa. -konfiguracja pętlowa Informacja w systemie przesyłana jest za pomocą sygnałów: informacyjnych (wyniki, dane) i organizacyjnych (adresy, rozkazy). Informacja może być transmitowana: szeregowo, równolegle, lub szeregowo-równolegle.

Interfejs IEC – 625, [1], str. 234 Rys Kanał interfejsu między dwiema jednostkami Rys Struktura magistrli IEC - 625

Interfejs RS-232C, [1], str. 235 Rys Struktura układu transmisyjnego z interfejsem RS-232C P Rys Typowe połączenie komputera (DTE) z modemem (DCE) W transmisji szeregowej, możemy wyróżnić trzy tryby przesyłania danych: tryb simpleks, w którym transmisja między dwoma urządzeniami odbywa się tylko w jednym kierunku, tryb półdupleks – transmisja dwukierunkowa, nie jednoczesna po jednej linii transmisyjnej, oraz tryb dupleks – transmisja dwukierunkowa, jednoczesna. Standard RS-232C umożliwia również transmisję danych dwoma rodzajami: transmisję synchroniczną, oraz transmisję asynchroniczną znakową.

Interfejs: RS-423A, RS-422A, RS-485 [1], str Połączenie w interfejsie RS-423A z wykorzystaniem skrętki Rys Zrównoważony tor transmisyjny standardu RS-422A Rys Przykład toru transmisyjnego w standardzie RS-485 Określony w 1983 roku standard RS-485 jest rozszerzeniem standardu RS-422A. Rozszerzenie to dotyczy głownie możliwości dołączenia wielu nadajników do jednej linii transmisyjnej, oraz zwiększenia liczby odbiorników.

3-kanałowy woltomierz z wyjściem USB PARAMETRY FT232RL MINTYPMAXJednostka Temperatura pracy oCoC Zasilanie V Wejściowy górny próg napięciowy USBDP V Wejściowy górny próg napięciowy pozostałych wejść -0.5 (V CC +0.5) V DC wyjściowy prąd 24 mA Zużycie mocy przy VCC=5.25V 500mW EEPROM żywotność 10lat EEPROM zapis/ odczyt 10000cykli Zegar FT232RL MHz Pobór prądu w stanie bezczynności 2,5mA

3-kanałowy woltomierz z wyjściem USB

Konstrukcja karty woltomierza z wyjściem USB, ekran elektrostatyczny

Pytania: Porównaj możliwości analizy informacji przez człowieka i system pomiarowy Omów algorytm procesu pomiarowego Przedstaw zależności określające racjonalność stopnia automatyzacji systemu. Podaj klasyfikację systemów pomiarowych. Zadania komputerów w pomiarach Zadania mikroprocesora w systemie pomiarowym Schemat blokowy mikroprocesorowego systemu pomiarowego Wymień podstawowe konfiguracje systemów pomiarowych. Co to jest interfejs? Co to jest magistrala systemowa- charakterystyka? Wymień najważniejsze standardy interfejsów. Zasady łączenia urządzeń wejściowych z wyjściowymi Czym się różni transmisja synchroniczna od asynchronicznej? Literatura. [1] Winiecki Wiesław: Organizacja komputerowych systemów pomiarowych. Warszawa, OWPW 1997.