Способ измерения разнородных физических величин

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в приборостроении РЭА при разработке и изготовлении интеллектуальных датчиков для измерения различных физических величин в системах контроля и управления объектами в различных сферах деятельности, например в робототехнике. Технический результат: расширение функциональных возможностей. Сущность: в состав измерительной части введены дополнительные сенсоры для измерения разнородных физических величин, адаптер с унифицированными гнездами для их подключения и модуль преобразований измерительной информации в требуемую форму. В вычислительную часть введены дополнительные процедуры для оценивания измерительной информации и реализации дистанционного адаптивного изменения состава и содержания процедур обработки измеренных значений разнородных физических величин. До начала измерений вводят в базу данных перепрограммируемого вычислительного модуля перечень идентификаторов измеряемых физических величин и их допустимые значения. В базу правил вводят задание на проведение измерений, правила формирования безразмерных показателей соответствия полученных оценок установленным значениям границ интервалов, правила представления совокупности безразмерных показателей в виде матрицы, правила интерпретации сообщений матрицы-задания на изменение состава и содержания правил оценивания измеренных значений, правила дистанционного изменения состава и содержания базы данных и базы правил, правила формирования управляющих сигналов, правила самоконтроля и оценивания работоспособности мультисенсорного интеллектуального датчика. В процессе функционирования осуществляют опрос подключенных сенсоров, вычисляют значения безразмерных показателей соответствия (несоответствия) установленным нормам. Формируют результат измерений в виде информационного сообщения, содержащего матрицу безразмерных показателей соответствия и сигналы управления периферийными устройствами. Через модуль ввода-вывода осуществляют передачу сформированного сообщения на заданные периферийные устройства по соответствующим каналам связи. 1 ил.

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в приборостроении РЭА при разработке и изготовлении интеллектуальных датчиков для измерения различных физических величин в системах контроля и управления объектами в различных сферах деятельности, например в робототехнике для оценивания состояния узлов и агрегатов роботизированной системы, а также воздействующих на нее внешних факторов, влияющих на работоспособность системы в целом.

Современное развитие средств автоматизации требует повышения уровня «интеллектуальности» и многофункциональности датчиков. Одним из перспективных направлений разработок является наделение интеллектуальных датчиков свойствами адаптивности.

В соответствии с ГОСТ Р 8.673 пункт 3.4 [1], адаптивный датчик - датчик, параметры и/или алгоритмы работы которого в процессе эксплуатации могут изменяться в зависимости от сигналов, содержащихся в нем преобразователей. А именно:

- изменение параметров и/или алгоритмов работы датчика в процессе эксплуатации осуществляется с целью повышения точности и/или достоверности результатов измерений;

- обеспечение адаптации (приспособления) в пределах, установленных в технических условиях, к диапазону изменения значений измеряемой величины, к скорости изменения измеряемой величины, к воздействию влияющих факторов, включая помехи и т.д.;

- изменение параметров и/или алгоритмов работы адаптивного датчика могут изменяться в зависимости от внешних сигналов в дополнение к сигналам преобразователей, содержащихся в адаптивном датчике.

Известен способ, описанный в патенте РФ №2300745, МПК G01L 9/04, бюл. №16 от 10.06.2007, «Устройство для измерения давления» [2]. Он заключается в том, что у датчика давления имеется вычислительное устройство в виде микроконтроллера, соединенное с аналого-цифровым преобразователем, постоянным запоминающим устройством и цифровым интерфейсом, выход которого является выходом датчика. Принцип действия устройства основан на преобразовании изменения давления измеряемой среды в изменение сопротивлений тензорезисторного преобразователя давления, измерении напряжений в измерительной и питающей диагоналях преобразователя, цифровом преобразовании измеренных напряжений и сравнении измеренных напряжений. Устройство работает в режимах измерения давления, калибровки, коррекции временного дрейфа нуля и изменения значений эксплуатационных параметров. Режим работы устройства устанавливается с помощью кнопочных (сенсорных) элементов блока управления.

Недостатком данного способа и датчика давления на его основе является то, что способ не обеспечивает возможность осуществления функций самоконтроля состояния, а также не позволяет дистанционно управлять функционированием датчика в зависимости от состояния окружающей среды и установленных требований к условиям эксплуатации датчика.

Известен способ, описанный в патенте 2126995 «Интеллектуальный датчик с питанием от токовой петли» [3], в котором интеллектуальный датчик содержит микропроцессор, запоминающее устройство, схемные элементы для измерения регулируемого параметра процесса, схему управления током, схему стабилизации питания, выполненную с возможностью отбора мощности из токовой петли и подачи питания с регулируемым напряжением на микропроцессор, схемные элементы для измерения амплитуды протекающего в токовой петле тока в пределах между максимальным и минимальным конечными значениями в заданном соотношении с измеренным значением параметра процесса, и чувствительную схему, с помощью которой интеллектуальный датчик, при обнаружении дефицита суммарной потребности в мощности питания микропроцессора и упомянутых схемных элементов, формирует сигнал (XIRQ) для управления микропроцессором с целью задержки дальнейшего выполнения хранимой программы на время, достаточное для ограничения суммарной потребности в мощности питания с устранением указанного дефицита.

Недостатком данного способа является то, что отсутствует возможность дистанционного адаптивного управления функционированием интеллектуального датчика.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению является выбранный в качестве прототипа способ измерения давления и интеллектуальный датчик давления на его основе (патент 2515079, публикация патента: 10.05.2014 «Способ измерения давления и интеллектуальный датчик давления на его основе» [4], в котором интеллектуальный датчик давления на основе нано- и микроэлектромеханической системы (НиМЭМС) содержит мостовую измерительную цепь из тензорезисторов, источник тока, три аналого-цифровых преобразователя, вычислительное устройство, постоянное запоминающее устройство и цифровой интерфейс, причем вычислительное устройство блока самоконтроля, второй, третий и четвертый входы которого соединены с первым, вторым и третьим выходами блока преобразования кода АЦП в численное значение напряжения, а пятый вход соединен с четвертым входом вычислительного устройства самоконтроля. Заявленной целью изобретения является повышение надежности результата измерения путем введения самоконтроля датчика и осуществления проверки достоверности измерения давления за счет сравнения измеренных и вычисленных значений напряжений между одним узлом питающей диагонали и каждым из узлов измерительной диагонали.

Недостатком прототипа является то, что данный способ не позволяет производить измерение и оценивать измеренные величины различных физических величин одновременно, а так же не обеспечивает осуществление дистанционного адаптивного управления функционированием интеллектуального датчика.

Задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей интеллектуального датчика введением:

- в состав его измерительной части дополнительных сенсоров для измерения различных физических величин, присвоением каждому сенсору уникального кода цифровой идентификации, применением унифицированного адаптера для установки и подключения более 2х сенсоров;

- в вычислительную часть дополнительных правил и процедур для получения и обработки измерительной информации, а также реализации дистанционного адаптивного изменения состава, содержания процедур обработки измеренных значений разнородных физических величин.

Технический результат достигается за счет введения в прототип новых элементов, а в известный способ, новых процедур и изменения порядка осуществления действий, а именно:

в измерительную часть мультисенсорного интеллектуального датчика (МСИД) вводят:

- устройство хранения уникального кода цифрового идентификатора в конструкцию каждого сенсора для дальнейшего согласования процедур обработки измерительной информации;

- адаптер, включающий:

а) унифицированные гнезда, обеспечивающие установку и подключение более двух сенсоров одновременно для измерения значений разнородных/однородных физических величин;

б) информационный интерфейс, обеспечивающий передачу измерительной информации с выхода каждого сенсора на вход модуля преобразований одновременно с кодом его цифрового идентификатора;

в) модуль преобразований полученных от сенсоров значений физических величин в требуемую форму.

В вычислительную часть МСИД вводят перепрограммируемый вычислительный модуль, включающий базу данных, базу правил и модуль интерпретации данных.

В базу данных МСИД вводят:

- правила проведения самоконтроля и оценивания работоспособности МСИД;

- для каждого подключенного сенсора границы интервалов допустимых значений измеряемой физической величины;

- код цифровой идентификации сенсора с целью организации адресного информационного взаимодействия с другими модулями МСИД.

В базу правил МСИД вводят:

- правила, включающие процедуры интерпретации задания на проведение измерений;

- правила и процедуры оценивания фактических значений совокупности измеренных физических величин, например: оценивание по совокупности осуществленных измерений методом определения средней величины множества измеренных значений физической величины за период измерений [5]:

где - фактическое (оцененное) значение физической величины;

yj - измеренное значение физической величины;

N - количество измерений за период измерений;

- правила проведения сравнения фактической (оцененной) величины измеренных значений и значений границ допустимого интервала изменений измеряемой физической величины на соответствие, например:

где - нижнее значение границы допустимого интервала изменений измеряемой физической величины;

- верхнее значение границы допустимого интервала изменений измеряемой физической величины;

- правила формирования безразмерных показателей δj несоответствия фактических и допустимых значений jой физической величины [6]:

где δj=1 - безразмерный показатель соответствия фактического значения физической величины заданным значениям установленных границ допуска;

- безразмерный показатель несоответствия фактического значения измеренной физической величины верхнему значению установленных границ допуска;

- безразмерный показатель несоответствия фактического значения измеренной физической величины нижнему значению установленных границ допуска;

- правила представления сообщения о результатах измерений в виде матрицы δ безразмерных показателей соответствия (несоответствия) оцененных и допустимых значений совокупности измеренных физических величин;

- вводят правила дистанционного изменения состава и содержания базы данных и базы правил.

В состав МСИД вводят приемник спутниковой навигационной системы для осуществления приема навигационных сигналов с целью определения местоположения интеллектуального датчика в случае его удаленного автономного функционирования, а также для временной синхронизации информационного обмена между МСИД и периферийными устройствами.

На фиг. 1 представлен мультисенсорный интеллектуальный датчик,

где

1/1 - 1/N - разнородные физические величины, воздействующие на сенсоры;

2/1 - 2/N - подключаемые сенсоры (чувствительные элементы);

3/1 - 3/N - устройство цифровой идентификации сенсоров;

4/1 - 4/N - информация, содержащая цифровые коды идентификаторов сенсоров;

5/1 - 5/N - данные о значениях измеряемых сенсорами воздействующих физических величин;

6 - унифицированные гнезда подключения сенсоров;

7 - адаптер;

8 - модуль преобразований;

9 - модуль архивации;

10 - перепрограммируемый вычислительный модуль;

11 - база данных;

12 - база правил;

13 - модуль интерпретации данных;

14 - шина данных;

15 - приемник спутниковой навигационной системы;

16 - модуль ввода-вывода;

17 - GSM/GPRS терминал;

18 - преобразователь USB;

19 - преобразователь Wi-Fi;

20 - преобразователь Ethernet;

21 - преобразователь RS 485;

22 - преобразователь волоконно-оптической линии связи (ВОЛС);

23 - модуль электроснабжения;

24 - антенна спутниковой навигационной системы;

25 - GSM/GPRS антенна;

26 - порт/разъем USB;

27 - Wi-Fi антенна;

28 - порт/разъем RJ45;

29 - порт/разъем RS 485;

30 - порт/разъем оптический;

31 - разъем подключения внешнего источника электроснабжения.

В соответствии с заявляемым способом, до начала осуществления измерений выполняют следующие операции:

- определяют количество требуемых для измерения физических величин, количество необходимых для осуществления измерений сенсоров, формируют задание на проведение измерений, подключают сенсоры 2/1-2/N к унифицированным гнездам 6 адаптера 7, производят адресацию сенсоров, привлекаемых для решения задач;

- вводят в базу данных 11 перепрограммируемого вычислительный модуля 10 номера измеряемых физических величин 1/1-1/N, код цифрового идентификатора каждого подключаемого сенсора 3/1-3/N, значения установленных границ допуска измеряемых физических величин;

- вводят в базу правил 12 перепрограммируемого вычислительного модуля 10, задание на проведение измерений, в содержание которого включают: совокупность требуемых для измерений физических величин, правила и процедуры оценивания измеренных значений, правила формирования безразмерных показателей соответствия/несоответствия полученных оценок установленным значениям границ интервалов, правила формирования и представления сообщения о результатах измерений в виде матрицы безразмерных показателей соответствия, правила интерпретации в модуле интерпретации данных 13 матрицы-задания на изменение состава и содержания правил оценивания измеренных значений, правила дистанционного изменения состава и содержания базы данных 11 и базы правил 12, правила формирования управляющих сигналов.

В процессе функционирования МСИД осуществляют опрос подключенных сенсоров 2/1-2/N в соответствии с порядком, установленным в задании, с выходов сенсоров 2/1-2/N получают измерительную информацию 5/1-5/N и передают ее на информационный вход преобразователя 8 адаптера 7 с цифровыми кодами идентификаторов 4/1-4/N, осуществляют преобразование полученной информации в требуемую форму, и с выхода преобразователя 8 по шине данных 14 передают преобразованные данные с кодами идентификаторов сенсоров на вход модуля интерпретации данных 13, где производят оценивание измеренных значений физических величин, сравнивают фактические (оцененные) значения с допустимыми значениями, вычисляют значения безразмерных показателей соответствия (несоответствия) установленным нормам, формируют матрицу безразмерных показателей соответствия, в элементах которой располагают безразмерные значения вычисленных показателей, формируют команды и управляющие сигналы периферийным устройствам.

Посредством антенны спутниковой навигационной системы 25 приемника спутниковой навигационной системы 15 получают навигационные сигналы, передают по шине данных 14 в перепрограммируемый вычислительный модуль 10 с целью временной синхронизации информационного обмена между МСИД и периферийными устройствами.

Результаты измерений в виде сформированной матрицы безразмерных показателей соответствия с выхода модуля интерпретации данных 13 по шине данных 14 передают на вход модуля архивации 9 для осуществления архивирования результатов измерений и сформированных сообщений и управляющих сигналов, а также на вход модуля ввода-вывода информационных сообщений 16.

В модуле ввода-вывода 16 информационное сообщение о результатах измерений преобразуют и передают на указанные в задании периферийные устройства по соответствующим каналам связи:

- преобразователь GSM/GPRS 17 и антенну 26;

- преобразователь USB 18 и порт-разъем 27;

- преобразователь Wi-Fi 19 и соответствующий ему антенну 28;

- преобразователь Ethernet 20 и порт-разъем 29;

- преобразователь RS 485 21 и порт-разъем 30;

- преобразователь волоконно-оптической линии связи (ВОЛС) 22 и порт-разъем 31.

В процессе функционирования МСИД, на основе комплексного анализа полученных результатов измерений совокупности физических величин, в том числе характеризующих состояние самого МСИД, а также при необходимости адаптации функциональных возможностей МСИД к возникающим изменениям внутренних и внешних факторов воздействий, изменяют задание на проведение измерений и оценивание соответствия фактических значений совокупности физических величин заданным. В соответствие с возникшей ситуацией, формируют новую матрицу-задание на изменение состава участвующих в измерениях сенсоров, содержания процедур обработки измеренных значений и формирования сообщений и управляющих сигналов состоянием МСИД. Вновь сформированную матрицу-задание дистанционно через соответствующие преобразователям 17-22 порты-разъемы 26, 28, 29 и 30 или антенные устройства 25 и 27, вводят в модуль ввода-вывода 16 и передают по шине данных 14 в модуль архивации 9 для осуществления архивирования полученного измененного задания, а также в модуль интерпретации данных 13 перепрограммируемого вычислительного модуля 10. В модуле интерпретации данных 13 полученную матрицу-задание расшифровывают в соответствии с правилами, введенными в базу правил 12, производят настройку состава задействованных в измерениях сенсоров и содержания процедур обработки измеренных значений, формирования сообщений и управляющих сигналов состоянием МСИД.

Затем осуществляют опрос подключенных сенсоров 2/1-2/N в соответствии с порядком, установленным в новом, полученном задании.

Модуль электроснабжения 23 обеспечивает энергообеспечение всех элементов МСИД как в режиме подключения к стандартным бытовым электросетям через разъем подключения внешнего источника электроснабжения 32, так и в режиме автономного энергообеспечения за счет встроенных аккумуляторов 24, обеспечивающих функционирование всех систем МСИД в течение требуемого периода времени.

В отличии от прототипа, предлагаемый способ и МСИД позволяют проводить:

- одновременное измерение одним мультисенсорным интеллектуальным датчиком разнородных/однородных физических величин сенсорами, определенными заданием для проведения измерений на данном интервале времени;

- оценивание значений совокупности измеренных физических величин в соответствии с заданием, формируя матрицу безразмерных показателей соответствия совокупности значений измеренных разнородных физических величин установленным нормам;

- интерпретацию полученной матрицы безразмерных показателей соответствия для формирования в соответствии с заданием сообщений, содержащих команды и управляющие сигналы для периферийных устройств;

- информационный обмен между мультисенсорным интеллектуальным датчиком с указанными в задании периферийными устройствами и иными средства автоматизации через модуль ввода-вывода по каналам связи в заданном формате с целью передачи результатов измерений и получения матрицы-задания на изменение состава и содержания процедур обработки измеренных значений и выработки сообщений, команд и сигналов управления.

Таким образом, совокупность существенных признаков предлагаемого способа измерения разнородных физических величин проявляет новые свойства способа, заключающиеся в том, что в мультисенсорных датчиках обеспечивается возможность оперативно и целенаправленно варьировать количеством измеряемых разнородных физических величин и количеством измерений, оперативно производить требуемые измерения и оценивать совокупность измерительной информации, по результатам оценивания формировать управляющие сигналы для периферийных устройств, дистанционно изменять задания МСИД на проведение измерений на следующих периодах времени, формировать сообщения о результатах измерений в виде матрицы безразмерных показателей соответствия/несоответствия фактических значений физических величин заданным границам допусков, что обеспечивает снижение количества передаваемой информации и закрытие информации от несанкционированного доступа.

Указанные свойства существенно расширяют функциональные возможности МСИД и способа измерения разнородных физических величин с его помощью.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностью признаков, идентичных всем признакам заявляемого технического решения, отсутствуют.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ГОСТ Р 8.673-2009 «Датчики интеллектуальные и системы измерительные интеллектуальные», пункт 3.4.

2. Патент на изобретение, Россия, №2300745, МПК G01L 9/04, 2007.

3. Патент на изобретение, Россия, №2126995, МПК G08C 19/02, 1999.

4. Патент на изобретение, Россия, №2515079 от 10.05.2014.

5. ГОСТ Р 50779.21-2004. Статистические методы. Правила определения и методы расчета статистических характеристик по выборочным данным. Часть 1. Нормальное распределение.

6. Патент на изобретение, Россия №2574083 от 06.03.2014.

ПРИМЕР РЕАЛИЗАЦИИ СПОСОБА

Для оценивания состояния объекта ЖКХ служба эксплуатации применяет мультисенсорный интеллектуальный датчик.

До начала осуществления измерений формируют задание на проведение измерений, а именно:

1) определяют тип и количество требуемых для измерения значений физических величин 1/1-1/11:

- 1/1 - напряжение поступающей электроэнергии на вводе в щитовую объекта;

- 1/2 - температура горячей воды, поступающей на ввод теплового пункта;

- 1/3 - давление горячей воды, поступающей на ввод теплового пункта;

- 1/4 - температура корпуса насоса подкачки системы отопления объекта;

- 1/5 - температура воздуха в теплообменнике системы приточной вентиляции;

- 1/6 - температура воздуха в помещении объекта;

- 1/7 - влажность в помещении объекта;

- 1/8 - концентрация CO2 в помещении объекта;

- 1/9 - давление в системе приточной вентиляции;

2) производят подключение требуемых сенсоров 2/1-2/9 к унифицированным гнездам 6 адаптера 7 и их адресацию;

3) вводят в базу данных 11 перепрограммируемого вычислительного модуля 10 через интерфейс:

- номера измеряемых физических величин 1/1-1/9;

- код цифрового идентификатора каждого подключаемого сенсора 3/1-3/9;

- значения границ интервалов допустимых значений измеряемых физических величин 1/1-1/9, например: величина 1/6 (температура воздуха в помещении) должна быть не ниже 16°С и не выше 22°С, величина 1/7 (влажность в помещении) должна быть не ниже 40% и не выше 85%, величина 1/8 (концентрация CO2 в помещении) должна быть не выше 800 ppm (0,08%) и т.д.;

8) вводят в базу правил 12 перепрограммируемого вычислительный модуля 10 через интерфейс сформированные правила и процедуры, а также правила интерпретации в модуле интерпретации данных 13 матрицы-задания на изменение состава и содержания правил оценивания измеренных значений, правила дистанционного изменения состава и содержания базы данных 11 и базы правил 12, правила формирования управляющих сигналов;

9) в процессе функционирования формируют и вводят в базу правил 12 задание на проведение измерений на временной период Т1, например:

- измерить физическую величину 1/6 сенсором 2/6;

- измерить физическую величину 1/8 сенсором 2/8;

- измерить физическую величину 1/7 сенсором 2/7;

10) осуществляют опрос подключенных сенсоров 2/6, 2/7 и 2/8;

11) в преобразователе 8 адаптера 7 измерительную информацию 5/6, 5/7 и 5/8 преобразуют в требуемый цифровой код, осуществляют привязку измерительной информации к цифровым идентификаторам соответствующих сенсоров 5/6+4/6, 5/7+4/7 и 5/8+4/8, передают преобразованную информацию с выхода преобразователя 8 по шине данных 14 на вход модуля интерпретации данных 13;

12) в модуле интерпретации данных 13 производят следующие операции (пример для физической величины 1/6 - температура воздуха в помещении объекта):

- оценивают значений измеренных физических величин:

- сравнивают фактическую (оцененную) величину измеренных значений и значения границ допустимого интервала физической величины 1/6 по правилу , где в соответствии с заданными интервалами а 16≤20,56≤22;

- формируют безразмерный показатель соответствия фактических и допустимых значений физической величины 1/6 по правилу

соответственно при 16≤20,56≤22

- формируют сообщение с результатами проведенных измерений заданной совокупности физических величин в виде матрицы безразмерных показателей соответствия (несоответствия) значениям границ заданных допустимых интервалов, например:

это означает, что физические величины 1/6 (температура в помещении) и 1/7 (влажность в помещении) находятся в границах допуска в период измерений, а среднее значение параметра физической величины 1/8 (концентрация CO2 в помещении) за период измерений превысило верхнюю границу допуска и составил 984 ppm, вместо допустимых 800 ppm. Результаты измерений в виде сформированной матрицы безразмерных показателей соответствия:

- интерпретируют в модуле интерпретации данных 13 с целью формирования управляющего воздействия на периферийные устройства, например: автоматически выдается сигнал на включение системы вентиляции помещения;

- передают с выхода модуля интерпретации данных 13 по шине данных 14 на вход модуля ввода-вывода информационных сообщений 16.

В модуле ввода-вывода 16 информационное сообщение о результатах измерений преобразуют и передают на указанные в задании периферийные устройства по соответствующим каналам связи.

В соответствии с возникшей ситуацией формируют новую матрицу-задание на изменение состава участвующих в измерениях сенсоров, содержания процедур обработки измеренных значений и формирования сообщений и управляющих сигналов состоянием МСИД. Вновь сформированную матрицу-задание дистанционно, по каналам связи вводят в модуль ввода-вывода 16 и передают по шине данных 14 в модуль архивации 9 для осуществления архивирования полученного измененного задания, а также в модуль интерпретации данных 13 перепрограммируемого вычислительного модуля 10. В модуле интерпретации данных 13 полученную матрицу-задание интерпретируют в соответствии с правилами, введенными в базу правил 12, производят настройку состава задействованных в измерениях сенсоров и содержания процедур обработки измеренных значений и формирования сообщений и управляющих сигналов состоянием МСИД.

Затем осуществляют опрос подключенных сенсоров 2/1-2/N в соответствии с порядком, установленным в новом, полученном задании.

Способ измерения физической величины с использованием интеллектуального датчика, содержащего источник постоянного тока, подключенный к питающим диагоналям мостовой измерительной цепи, мостовую измерительную цепь из четырех тензорезисторов, подключенных к аналого-цифровым преобразователям, выдающих измеренные значения по цифровому интерфейсу в постоянное запоминающее устройство и вычислительное устройство, где в режиме измерения одновременно регистрируют значения напряжений между узлами питающих диагоналей мостовой измерительной цепи и вычисляют значения напряжений между узлами исходя из величин измеренных значений напряжений и сохраненных калибровочных данных в постоянном запоминающем устройстве на этапе калибровки датчика, определяют разницу между вычисленными и измеренными значениями напряжений между узлами и принимают решение о недостоверности результата измерения давления, если разница превышает значение критерия стабильности, отличающийся тем, что для измерения разнородных и/или однородных физических величин в состав мультисенсорного интеллектуального датчика вводят как минимум два сенсора, функционирование которых основано на одинаковых или различных физических принципах действия, в конструкцию которых вводят устройство хранения уникального кода цифрового идентификатора для дальнейшего адресного взаимодействия между модулями; адаптер, включающий унифицированные места установки и подключения сенсоров и модуль преобразований; перепрограммируемый вычислительный модуль, включающий базу данных, базу правил и модуль интерпретации данных; модуль ввода-вывода информации, включающий преобразователи информации в соответствии с требуемыми протоколами обмена данными и соответствующие им порты-разъемы ввода-вывода, через которые осуществляют передачу результатов мониторинга и получение, в процессе эксплуатации, матрицы-задания на изменение состава и содержания процедур обработки измеренных значений и формирования сообщений, команд и сигналов управления; приемник спутниковой навигационной системы для осуществления приема навигационных сигналов с целью определения местоположения интеллектуального датчика, а также для временной синхронизации информационного обмена между мультисенсорным интеллектуальным датчиком и периферийными устройствами; модуль архивации данных; модуль электроснабжения; интерфейс обмена данными, посредством которого до начала измерений в базу данных перепрограммируемого вычислительного модуля вводят для каждого сенсора границы интервалов допустимых значений измеряемой физической величины, в базу правил вводят правила, включающие процедуры интерпретации задания на проведение измерений и оценивание измеренных значений совокупности физических величин, процедуры формирования значений показателей соответствия измеренных физических величин установленным нормам, процедуры формирования матрицы безразмерных показателей соответствия фактических и заданных значений измеренных физических величин, процедуры формирования команд и сигналов управления, правила изменения состава и содержания процедур оценивания измеренных значений, правила дистанционного изменения состава и содержания базы данных и базы правил в случае необходимости реагирования на изменение внутренних и внешних условий эксплуатации мультисенсорного интеллектуального датчика, после чего в процессе функционирования мультисенсорного интеллектуального датчика осуществляют опрос подключенных сенсоров в соответствии с порядком, установленным в задании, осуществляют преобразование полученных от сенсоров значений физических величин в требуемую форму и передают преобразованные измеренные данные в перепрограммируемый вычислительный модуль, где оценивают значения измеренных физических величин, сравнивают фактические (оцененные) значения с допустимыми значениями, вычисляют значения безразмерных показателей соответствия (несоответствия) установленным нормам, формируют из безразмерных показателей соответствия матрицу, формируют команды и сигналы управления, размещают сформированную матрицу безразмерных показателей и сигналы управления в сообщение, которое затем передают через модуль ввода-вывода по каналам связи в указанные в задании периферийные устройства и иные средства автоматизации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области гляциологии и может быть использовано для коррекции результатов реечных снегомерных наблюдений на эффект оседания снежной толщи.

Изобретение относится к области электротехники в частности, к цифровым системам управления и регулирования с аналоговым выходом, и может быть использовано для регулирования и проверки блоков регулирования, управления и защиты систем электропитания в замкнутой схеме (с обратной связью).

Изобретение относится к измерительной технике. .

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть применено в устройствах для измерения переменных скалярных величин, распределенных в пространстве.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в устройствах для измерения переменных скалярных величин, распределенных в пространстве. .

Изобретение относится к авиационному приборостроению и предназначено для использования при создании систем автоматизированного управления параметрами полета, зависящими от его текущей высоты и параметров морского волнения, в частности для автоматической посадки (приводнения) гидросамолета на гладкую и на взволнованную поверхности.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении пространственного распределения физических полей, которые вызывают изменение обратного тока p-n перехода (например, полей температуры, механического напряжения, магнитного поля и т.д.).

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к способам и устройствам комплексного контроля качества продукции по совокупности нескольких входных величин, и может быть использовано, например, для контроля качества продукции химических и горных производств, контроля качества композитных и полупроводниковых материалов и т.п.

Изобретение относится к исследованиям в области индикации и идентификации химических веществ, в частности к оптимизации способа проведения специального химического контроля. Предложен способ обнаружения и идентификации токсичных химикатов с использованием мобильного комплекса химического контроля согласно разработанному алгоритму проведения химического контроля с использованием оборудования данного комплекса. Способ включает следующие три этапа: экспресс-анализ, проводимый до 30 минут последовательно с помощью газоанализатора GDA 2.5, спектрометров TruDefender FTG, FirstDefender и TruDefender FT; отбор проб, проводимый до 5 минут параллельно с помощью пробоотборных трубок Tenax-ТА и комплекта КПО-1М; углубленный анализ, проводимый до 180 минут с помощью хромато-масс-спектрометра Agilent 5975Т, включающего парофазную систему Agilent G1888 и термодесорбер АСЕМ 9300. Технический результат – повышение точности обнаружения различных концентраций токсичных химикатов и идентификации этих веществ в объектах окружающей среды, а также своевременное информирование должностных лиц о характере примененного химиката с целью принятия ими дальнейшего решения на проведение соответствующих мероприятий. 2 ил.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано в приборостроении РЭА при разработке и изготовлении интеллектуальных датчиков для измерения различных физических величин в системах контроля и управления объектами в различных сферах деятельности, например в робототехнике. Технический результат: расширение функциональных возможностей. Сущность: в состав измерительной части введены дополнительные сенсоры для измерения разнородных физических величин, адаптер с унифицированными гнездами для их подключения и модуль преобразований измерительной информации в требуемую форму. В вычислительную часть введены дополнительные процедуры для оценивания измерительной информации и реализации дистанционного адаптивного изменения состава и содержания процедур обработки измеренных значений разнородных физических величин. До начала измерений вводят в базу данных перепрограммируемого вычислительного модуля перечень идентификаторов измеряемых физических величин и их допустимые значения. В базу правил вводят задание на проведение измерений, правила формирования безразмерных показателей соответствия полученных оценок установленным значениям границ интервалов, правила представления совокупности безразмерных показателей в виде матрицы, правила интерпретации сообщений матрицы-задания на изменение состава и содержания правил оценивания измеренных значений, правила дистанционного изменения состава и содержания базы данных и базы правил, правила формирования управляющих сигналов, правила самоконтроля и оценивания работоспособности мультисенсорного интеллектуального датчика. В процессе функционирования осуществляют опрос подключенных сенсоров, вычисляют значения безразмерных показателей соответствия установленным нормам. Формируют результат измерений в виде информационного сообщения, содержащего матрицу безразмерных показателей соответствия и сигналы управления периферийными устройствами. Через модуль ввода-вывода осуществляют передачу сформированного сообщения на заданные периферийные устройства по соответствующим каналам связи. 1 ил.

Наверх