ЖУРНАЛ «СТА» №1/2008

путём измерительных преобразований множества изменяющихся во времени и распределённых в пространстве величин » (второе определение). Таким образом, из сути двух определений ИС следует важный вывод: различные технические средства ИС размещаются в разных точках пространства и используются для измерения физических величин, изме- няющихся во времени и распределённых в пространстве . Как следствие, процесс измерения с использованием простран- ственнораспределённых, различных, обособленных в функциональном и конструктивном исполнении техниче- ских средств ИС порождает простран- ственное и временное распределение исходной, промежуточной и результи- рующей измерительной информации (в форме чисел, отсчётов, сигналов, ко- дов). Для интеграции такой распре- делённой во времени и в пространстве информации необходимо обеспечить соответствующие условия её хранения, передачи, обработки, отображения, ре- гистрации, документирования и даль- нейшего распространения. На рис. 1 приведена типовая струк- турная схема нецифровой ИС, содер- жащей датчики, измерительные преоб- разователи (одноканальные и многока- нальные), коммутаторы, аналогоциф- ровые преобразователи (АЦП) и циф- ровой вычислительный компонент (ЦВК) [26]. Из схемы ясно, что боль- шая часть ИС (её первичная и вторич- ные части) осуществляет аналоговые преобразования измерительных сигна- лов, и только на выходе вторичной час- ти (на выходе АЦП) появляются про- межуточные значения физических ве- личин, представляемые в виде цифро- вого кода. Получение числовых резуль- татов измерений происходит только в конечном компоненте ИС – в ЦВК в процессе приёма им в реальном мас- штабе времени кодов с АЦП и их по- следующей дискретной обработки (вы- числений) в своей разрядной сетке (с достаточной разрядностью для дости- жения требуемой точности вычисле- ний) с использованием соответствую- щих форматов данных и алгоритмов. В рассматриваемой структуре ИС преобразования измерительной ин- формации распределены пространст- венно между компонентами системы, но жёстко связаны во времени: инфор- мация на выходе одного компонента должна в реальном масштабе времени и с минимальными задержками быть обработана следующим в измеритель- ной цепи компонентом. Длительное хранение информации, представлен- ной в аналоговом или дискретном виде в том или ином компоненте ИС (за ис- ключением ЦВК), невозможно и недо- пустимо. Такую структуру системы можно назвать слабо связанной в про- странстве (компоненты конструктивно и пространственно обособлены друг от друга), но сильно связанной во време- ни (связь во времени между функцио- нирующими компонентами нельзя прервать даже на короткий период). В этой ИС все операции, производимые теми или иными компонентами, неза- висимо от их вида (измерительные, связующие, вычислительные), являют- ся составной частью процесса измере- ния и не могут быть из него вычлене- ны. Неправильная работа какоголибо компонента, даже такого пассивного, как линия связи, автоматически при- ведёт к ошибочному результату, то есть к метрологическому отказу. В итоге, хотя ИС содержит простран- ственно, конструктивно и функцио- нально обособленные компоненты раз- личного назначения, система в целом должна рассматриваться как единое СИ с вытекающими из этого соответст- вующими метрологическими последст- виями: утверждением или аттестацией типа СИ и его метрологическим кон- тролем. Такая ИС по своей метрологи- ческой сути идентична первичному СИ, выполненному в виде законченно- го изделия. Внутри системы могут вы- полняться различные операции как из- мерительного, так и неизмерительного назначения, но в целом она должна рассматриваться как СИ. Основой реа- лизации всех подобных систем являет- ся технология глобальной обработки измерительной информации в виде аналоговых или дискретных сигналов. Поэтому такие ИС можно с полным ос- нованием назвать нецифровыми (в них цифровой результат формируется не внутри системы, а только на её выходе). Совсем иная картина складывается в случае цифровых ИС, типичным пред- ставителем которых являются цифро- вые АСКУЭ. Современные цифровые ИС и АСКУЭ используют в своей осно- ве новейшие технологии глобальной машинной обработки измерительной информации, представленной в цифро- вом виде. В частности, в цифровой АСКУЭ процессы аналоговых измере- ний сосредотачиваются только в её пер- вичной части, на уровне измерительных трансформаторов тока, напряжения и электронных электросчётчиков. Все иные процессы на других уровнях циф- ровой системы представляют собой ис- ключительно процессы неизмеритель- ного назначения: передача, хранение, обработка, анализ, отображение, доку- ментирование и распространение циф- ровой информации известной точности (точность представления и обработки такой информации может быть сущест- венно выше точности результатов изме- рений, представленных в цифровом ви- де внутри системы на её нижних уров- нях). Эти процессы не относятся к про- цессам измерений, а только используют их результаты. Принципы создания цифровых АСКУЭ широко распространяются се- годня и в других цифровых ИС, ис- пользующих на нижнем уровне пер- вичные измерительные преобразовате- ли с цифровым выходом и длительно хранимой цифровой базой данных, формируемой в точке измерения. Ре- зультатом применения таких техноло- гий является то, что ИС становятся 72 СТА 1/2008 С ТАНДА Р Т И З АЦИ Я И С Е Р Т ИФИК АЦИ Я www.cta.ru Д1 ИП1 Д2 Д3 Д4 ИП2 ЛС1 ЛС3 К1 МИП ЛС4 К2 АЦП2 АЦП2 ЦВК Первичная часть ИС Вторичная часть ИС ЛС2 Условные обозначения: ИС — измерительная система; ЛС — линия связи; Д — датчик; ИП — измерительный преобразователь; К — измерительный коммутатор; АЦП — аналого-цифровой преобразователь; МИП — многоканальный групповой измерительный преобразователь; ЦВК — цифровой вычислительный компонент. Рис. 1. Структурная схема ИС