Автоматизоване робоче місце метролога

Автоматизоване робоче місце метролога, що містить генератор і досліджуваний об'єкт, яке відрізняється тим, що в нього введені персональна ЕОМ, перший вихід якої з'єднаний із входом гене ратора, перший і другий цифро-аналогові перетворювачі, входи яких з'єднані з двома виходами генератора, аналого-цифровий перетворювач, входом з'єднаний з виходом комутатора, а виходом з'єднаний із входом персональної ЕОМ; причому досліджуваний об'єкт входом з'єднаний з виходом другого цифро-аналогового перетворювача, а виходом з'єднаний із другим входом комутатора, перший вхід якого з'єднаний з виходом першого цифро-аналогового перетворювача, а його третій вхід з'єднаний із другим виходом персональної ЕОМ. Корисна модель відноситься до області інформаційно-вимірювальної техніки і призначена для вимірювання метрологічних характеристик вимірювальних каналів гідроакустичної, віброакустичної та сейсмоакустичної інформації, а також повірки генераторів, первинних перетворювачів, мір у лабораторних і промислових умовах. Відоме автоматизоване робоче місце метролога для геофізичних досліджень свердловин (АРМ-М-ГДС) [1], що складається з IBM PC сумісного комп'ютера, блоку вимірювальних і керуючих модулів (БВКМ), автоматизованих повірочних установок для різних типів геофізичної апаратури і комплексу програмного забезпечення. Блок вимірювальних і керуючих модулів організований за принципом "загальної шини", до якої підключаються необхідні модулі. Організація БВКМ за цим принципом дозволяє вибирати і змінювати конфігурацію АРМ-М-ГДС під необхідні задачі простим підключенням необхідних модулів, а також поліпшувати параметри і розширювати можливості АРМ-М-ГДС шляхом заміни модулів на більш досконалі. Кожен модуль має уніфікований інтерфейс для обміну даними з комп'ютером через загальну шину БВКМ. Для узгодження кабелю зв'язку з шиною комп'ютера і посилення переданих і прийнятих сигналів використовується плата сполу чення, що безпосередньо підключається до шини комп'ютера. Для узгодження кабелю зв'язку з загальною шиною БВКМ використовується модуль буферних підсилювачів, що підключається безпосередньо до загальної шини БВКМ. У свою чергу БВКМ має власний модуль електроживлення, який служить для живлення всіх модулів, що підключаються до загальної шини. АРМ-М-ГДС призначено для технічного оснащення метрологічних служб геофізичних підприємств, організацій, які виробляють геофізичну апаратуру. Однак його структура дуже громіздка, що є недоліком. Найбільш близьким по технічній сутності до пропонованої корисної моделі є автоматизоване робоче місце метролога (АРМ-М) [2], узяте як прототип, що містить багатофункціональний калібратор вхідних сигналів (БКВС), робочий еталон (РЕ), повіряємий засіб вимірювання (ПЗВ), блок формування бази даних (ББД) і модуль обробки і відтворення даних (МОВД), причому вихід БКВС з'єднаний із входами РЕ і ПЗВ, виходи яких з'єднані відповідно з першим і другим входами ББД, а вихід ББД з'єднаний із входом МОВД, при цьому ББД містить банк технічних характеристик (БТХ) робочих еталонів і повіряємих засобів вимірювань, базу даних нормативної документації (БДНД) і базу да т (0 ST 6161 них метрологічних стандартів (БДС), два входи ББД є двома входами БТХ, виходи БТХ, БДНД і БДС об'єднані і являються виходом ББД, а МОВД містить блок відтворення інформації (БВІ), блок аналізу і прийняття рішення (БАПР) і блок реєстрації і документування (БРД), вхід МОВД є входом БАПР, перший і другий виходи якого з'єднані з входами БВІ і БРД. (Описуючи пропоновану корисну модель будемо називати БКВС генератором, а ПЗВ - досліджуваним об'єктом). Недоліком даного АРМ-М є громіздка структура. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалити АРМ-М шляхом виключення блоку РЕ, заміни блоків ББД і МОВД на блок персональної ЕОМ і введення двох цифро-аналогових перетворювачів, комутатора й аналого-цифрового перетворювача, що забезпечує спрощення структури пропонованої моделі. Поставлена задача вирішується тим, що в АРМ-М, яке містить генератор і досліджуваний об'єкт, новим є те, що в нього додатково введені персональна ЕОМ, перший вихід якої з'єднаний із входом генератора, перший і другий цифроаналогові перетворювачі, входи яких з'єднані з двома виходами генератора, аналого-цифровий перетворювач, входом з'єднаний з виходом комутатора, а виходом з'єднаний із входом персональної ЕОМ; причому досліджуваний об'єкт входом з'єднаний з виходом другого цифро-аналогового перетворювача, а виходом з'єднаний із другим входом комутатора, перший вхід якого з'єднаний з виходом першого цифро-аналогового перетворювача, а його третій вхід з'єднаний із другим виходом персональної ЕОМ. На кресленні представлена структурна схема пропонованого автоматизованого робочого місця метролога для контролю метрологічних характеристик вимірювальних каналів і пристроїв. Комплекс АРМ-М містить генератор 1, перший і другий цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП) 2, З, досліджуваний об'єкт 4, комутатор 5, аналогоцифровий перетворювач (АЦП) 6, персональну ЕОМ (ПЭОМ) 7. Причому вхід генератора 1 з'єднаний з першим виходом персональної ЕОМ 7, а його два виходи з'єднані з входами першого і другого цифро-аналогових перетворювачів 2, 3 відповідно, вихід першого цифро-аналогового перетворювача 2 з'єднаний з першим входом комутатора 5, вихід якого з'єднаний із входом аналогоцифрового перетворювача б, вихід якого з'єднаний із входом персональної ЕОМ 7, а вихід другого цифро-аналогового перетворювача 3 з'єднаний із входом досліджуваного об'єкта 4, вихід якого з'єднаний із другим входом комутатора 5, третій (керований) вхід якого з'єднаний із другим виходом персональної ЕОМ 7. Блоки 1, 2, 3, 5 і 6 реалізовані на базі персональної ЕОМ. Відзначимо, що блок 2 складає опорний канал, блоки 3 і 4 складають досліджуваний вимірювальний канал, а блоки 5 і 6 є загальними для двох каналів комплексу АРМ-М. Автоматизоване робоче місце метролога для контролю метрологічних характеристик вимірювальних каналів і пристроїв працює в такий спосіб. Генератор 1 формує два ідентичних гармонічних сигнали в цифровому представленні (тобто дві програмно-керовані міри гармонічної змінної напруги), які надходять в опорний і досліджуваний канали. У досліджуваному каналі сигнал після ЦАП 3 в аналоговому виді поступає на досліджуваний об'єкт 4, з виходу якого вже в зміненому виді надходить через комутатор 5 і АЦП 6 у ПЭОМ 7. В опорному каналі сигнал, проходячи через ЦАП 2, комутатор 5 і АЦП 6, залишається в незміненому виді і також надходить у ПЭОМ 7. Комутатор 5 керується від ПЭОМ 7 і призначений для виключення другого АЦП, при застосуванні якого виникала б неідентичність обох АЦП. Характеристики сигналів опорного і досліджуваного каналів аналізуються й обробляються за допомогою програмного забезпечення комплексу, розробленого в ПЭОМ. Параметри сигналів, що формуються генератором 1, а також характеристики ЦАП 2, 3 і АЦП 6 задаються оператором ПЭОМ. Відзначимо, що ЦАП 2 і 3 однакові. Розроблено програмне забезпечення (ПЗ) АРМ-М, призначене для оперативного зняття метрологічних характеристик вимірювальних каналів, відображення результатів вимірювань у зручній для оператора формі на екрані дисплея. Керування системою, власне збір даних, контроль даних і запам'ятовування результатів вимірювань проводяться в діалоговому режимі з використанням "меню" на екрані дисплея ЕОМ. Основні вимірювані метрологічні характеристики наступні: функція перетворення, амплітудно-частотна характеристика (АЧХ), фазо-частотна характеристика (ФЧХ), похибки (систематична і випадкова складові, варіація), коефіцієнт нелінійних спотворень, амплітуда і фаза сигналу. Метрологічні характеристики засобів вимірювань визначаються за результатами вимірювання інформативних параметрів гармонічного сигналу (тобто амплітуди і фази) з використанням дискретного перетворення Фур'є й алгоритмів корекції похибок вимірювання [3, 4]. ПЗ АРМ-М призначене для забезпечення автоматизованого керування комплексом у діалоговому режимі за директивами оператора. В АРМ-М передбачені наступні режими роботи: - режим визначення заданих метрологічних характеристик досліджуваних об'єктів. Цей режим є основним режимом роботи комплексу; - режим початкових установок. У цьому режимі проводиться установка конфігурації комплексу, яка забезпечує включення у вимірювальний тракт комплексу заданих апаратних модулів у заданій послідовності. Крім того проводиться установка заданих параметрів апаратних модулів, і вводяться в ПЭОМ комплексу значення цих параметрів; - режим моделювання вимірювальних процедур. У цьому режимі проводиться генерування в ЕОМ тестових вимірювальних сигналів із заданими значеннями параметрів, а також реалізовані алгоритми вимірювання параметрів сигналів. Режим може бути використаний для атестації вимірювальних програм і періодичної повірки апаратних модулів комплексу; - режим керівництва (допомоги) оператору. У цьому режимі оператору даються пояснення по виконуваним комплексом функціям. Під керуванням ПЗ в комплексі АРМ-М вико 6161 нуються наступні функції: - організація діалогу з оператором у формі оперативної видачі на екран дисплея ПЭОМ інформації оператору про режим, у якому в даний момент часу знаходиться комплекс, і запитів на перехід в інший режим, а також запитів значень параметрів, необхідних для виконання заданих оператором функцій; - відпрацьовування директив оператора по початковим установкам у комплексі; - визначення заданих метрологічних характеристик досліджуваних об'єктів; - відображення результатів вимірювань у числовій і графічній формах; - документування результатів вимірювань. До складу ПЗ комплексу входять головний керуючий (системний) модуль і комплект прикладних програм. За допомогою системного модуля забезпечується керування роботою комплексу в діалоговому режимі, занесення в ПЭОМ і зберігання параметрів початкових установок і запуск прикладних програм. За допомогою прикладних програм Комп'ютерна верстка Н Лисенко забезпечується виконання комплексом його функцій. Прикладні програми реалізовані з використанням алгоритму дискретного перетворення Фур'є. Джерела інформації: 1. Метрологическое обеспечение геофизических исследований скважин. Блюменцев A.M., Kaлистратов Г А , Лобанков В.М., Цирульников В.П. / М. Недра, 1991. 2. БИПМ №24 от 27.08.2001 г. Свидетельство РФ на полезные модели №19424 "Автоматизированное рабочее место метролога". 3. Ткаченко Л.П., Миронов Н.А. Погрешность измерения амплитуды гармонического сигнала методом дискретного преобразования Фурье // Вести. Киев, политехи, ин-та. Электроакустика и звукотехника. - 1988. -Вып. 12. -С.29-31. 4. Миронов Н.А., Ткаченко Л.П. Погрешность измерения разности фаз гармонических сигналов методом дискретного преобразования Фурье // Вестн Киев, политехи, ин-та. Электроакустика и звукотехника. - 1989. -Вып. 13. -С.29-32. Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601