ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Автоматическая обработка результатов измерений из "Измерения при теплотехнических исследованиях " Сигналы измерительной аппаратуры, фиксируемые во время исследования объектов, содержат информацию об измеряемых параметрах, зашифрованную в виде определенных символов. Для принятия решений, ради которых производилось исследование, необходимо производить преобразование измерительных сигналов в иные формы представления, обеспечивающие наиболее эффективное использование полученной информации. Такой процесс, осуществляемый обычно с привлечением вычислительных операций, называется обработкой результатов измерений. При этом совершается обратный перевод символов в размерные величины для оценки уровней физических параметров и критериев оптимальности объектов исследований, для определения взаимосвязи параметров, оценки пригодности исходных математических моделей, определения значений эмпирических констант и т. п. Процесс обработки измерительных сигналов принято делить на этапы первичной и вторичной (или окончательной) обработки. На обоих этих этапах кроме информации, поступившей от измерительной аппаратуры, используется дополнительная информация, получаемая в период технической подготовки к проведению экспериментов, и информация, вырабатываемая непосредственно во время обработки. [c.171] Для измерения быстропеременных параметров, необходимо использовать аппаратуру, не вносящую искажений, т. е. так подбирать измерительные преобразователи, чтобы динамическая погрешность при измерениях была пренебрежимо малой величиной. Если это условие выполнено, то обработка мгновенных значений измерительного сигнала ведется по формулам статических режимов. В тех случаях, когда динамическими погрешностями нельзя пренебречь, необходимы вспомогательные данные о характере динамического процесса. При стационарных колебаниях измеряемого параметра и известных частотных характеристиках прибора предварительно определяется частота колебаний, а затем с помощью амплитудной и фазовой характеристик находится значение Хх по зафиксированным значениям Ух. На переходных режимах для уточнения характера изменения Хх необходимы вспомогательные измерения, по которым можно было бы судить о начале процесса и скорости изменения измеряемой величины. Однако обработка результатов измерений в последнем случае настолько трудоемка и недостоверна, что инерционные приборы для измерений на переходных режимах, даже при исчерпывающих данных об их динамических характеристиках, использовать не следует. Какого-либо анализа ценности информации на этапе первичной обработки обычно не производится, поэтому стремятся сохранить объем выходной информации на уровне объема, зарегистрированного при проведении измерений. Однако при непрерывной регистрации сигналов измерительных приборов неизбежна дискретизация во время первичной обработки, уменьшающая объем информации. Если программами обработки на этом этапе не предусматривается анализ сигналов с точки зрения наилучшего восстановления функции 1 (/), то интервал дискретизации выбирается наименьшим из возможных. [c.173] Методы расчета оценок статистических характеристик случайных величин изложены в четвертом разделе настоящей книги ив [121] и [82] расчет оценок статистических характеристик случайных процессов по реализациям измеряемых величин, зарегистрированным в нормальных условиях эксплуатации, приведен, например, в [54]. [c.173] Вторичная обработка результатов измерений имеет целью анализ дефектов измерений и повышение содержательности информации с одновременным уменьшением ее количества. Прежде всего на этом этапе производится отбраковка явных промахов в измерениях и при необходимости замена дефектных данных результатами косвенных измерений. Одновременно производится исключение результатов, не несущих необходимой информации например, многочисленные значения измеряемой величины на установившемся режиме заменяются средним значением с указанием границ осреднения. Далее вычисляются (обычно методом наименьших квадратов) коэффициенты уравнений, аппроксимирующих характеристики объекта исследования, вычисляются принятые критерии оценки совершенства объекта и при использовании методов планирования экспериментов определяются шаг и направление изменения параметров объекта для последующих исследований. Результаты вторичной обработки представляются в виде графиков и таблиц числовых значений вычисляемых величин. [c.174] Процессы обработки измерительных сигналов легко автоматизируются с помощью вычислительных устройств, функциональная структурная схема которых изображена на рис. 44. Здесь на вход устройства первичной обработки поступают зарегистрированные при измерениях сигналы различных измерительных устройств сигналы времени I и служебные сигналы, с помощью которых маркируется каждый измерительный канал. Сигналы маркировки позволяют выбрать из устройств памяти программы и константы, необходимые для обработки данного сигнала В устройстве памяти хранятся вспомогательная информация (характеристики приборов) и программы пересчета измерительных сигналов в значения измеренных параметров В результате первичной обработки формируются выходные данные, состоящие из Хц, т , /, которые подаются на устройство вторичной обработки. [c.174] Устройство вторичной обработки по структуре аналогично устройству первичной обработки, но в его память введены программы и константы, необходимые для анализа результатов исследования данного объекта. Окончательные результаты обработки представляются в виде графиков и таблиц или сигналов, непосредственно используемых для управления режимами работы объекта исследования. Так же может осуществляться вывод результатов исследований с записью на перфоленты, перфокарты или магнитную ленту для длительного хранения и последующего анализа результатов разновременных исследований объектов. [c.174] Автоматическая обработка измерительных сигналов может проводиться на различных режимах. К обработке в темпе измерений прибегают в случаях, когда необходимо корректирование режимов работы объекта. Например, при снятии дроссельных характеристик тепловых двигателей требуется измерять значения тяги двигателя при различных количествах сжигаемого в единицу времени топлива, сохраняя при этом постоянство состава горючей смеси. Исследование производится путем изменения подачи одного из компонентов топливной смеси с помощью программного регулятора расхода. Функции автоматического стабилизатора соотношения компонентов горючей смеси могут быть при этом переданы устройству автоматической обработки, которое, вычисляя по сигналам измерительной аппаратуры действительно реализуемое соотношение, выдает сигналы для управления расходом второго компонента. При этом результаты вторичной обработки выводятся лишь в моменты достижения заданного значения соотношения. Другим примером является случай поиска максимума критерия оптимальности за счет перестройки режимов работы объекта непосредственно по сигналам аппаратуры и фиксацией значений измеряемых параметров (параметров режима) только при достижении области максимума критерия. [c.175] Использование автоматических устройств обработки в темпе измерений хотя и связано с большими трудностями в отношении программирования обработки и ввода измерительных сигналов в вычислительные устройства, но позволяет резко сокращать время работы объектов на испытательных установках и поэтому экономически выгодно. При этом уплотнение информации происходит за счет того, что вывод результатов осуществлятся лишь в моменты достижения заданных условий работы объекта исследований. [c.175] Вторая группа режимов обработки данных после регистрации, следуя терминологии, предложенной Е. Ф. Темниковым [123], может быть названа обработкой с адаптацией. При этом входные данные ух1, Отр /) не проходят по всем каналам устройств обработки, а на той или иной стадии подвергаются анализу с целью исключения избыточной информации. [c.175] Технически проще всего проводить адаптационную обработку, когда результаты измерений регистрируются с помощью магнитной записи. В этом случае до передачи носителя на входные блоки системы обработки запись с магнитной ленты переписывается на другой носитель, например на перфоленту. В процессе перезаписи воспроизводимые сигналы проходят через анализирующее устройство, оценивающее характер процессов изменения сигналов. [c.175] Наконец, в более сложном случае, если скорость изменения сигнала периодически меняет значение и знак, то интервал отсчета на участке колебаний измеряемой величины выбирается на основе частотных критериев после соответствующего анализа колебаний. Изменение интервалов отсчета уровней сигналов с первичного носителя удобно связывать при перезаписи с изменением скорости движения второго носителя, сохраняя на нем интервал отсчета приблизительно постоянным и соответствующим скорости ввода данных в последующие устройства обработки информации. [c.178] Отметим также возможность изменения уровня квантования Аг/ в зависимости от значения и характеристик прибора. Последний вариант адаптационной обработки практически еще не нашел применения из-за аппаратурных трудностей осуществления программ перезаписи. [c.178] Использование систем перезаписи с адаптацией на входе в устройства обработки позволяет упростить эти устройства или разгрузить их каналы. Уплотнение информации за счет перезаписи после первичной обработки сигналов принципиально достигается теми же методами, но значительно менее эффективно из-за излишней загрузки устройств первичной обработки. [c.178] Вернуться к основной статье