ЖУРНАЛ «СТА» №2/2008

80 СТА 2/2008 СТАНДАРТИЗАЦИЯ И СЕРТИФИКАЦИЯ www.cta.ru Ч АСТЬ 2 О СНОВЫ МЕТРОЛОГИИ ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Цифровые ИС и их компоненты В первой части статьи было показа но, что основные ныне действующие понятия метрологии ИС сформирова ны в прошлом применительно к техно логиям, основанным на аналоговых и дискретных измерениях с представле нием их промежуточных и конечных результатов в форме аналогового сигна ла, кода, стрелочного отсчёта и, в по следнюю очередь, числа. При этом лю бая ИС, содержащая различные компо ненты как измерительного, так и неиз мерительного назначения, автоматиче ски рассматривается российской мет рологией как СИ, подлежащее метро логической аттестации и поверке. Кро ме того, каждая такая система должна утверждаться как тип (единичный или серийный) СИ с обязательным внесе нием её в Государственный реестр СИ. Данный подход оправдан для аналого вых и дискретных ИС, но становится тормозом для развития цифровых ИС. Исходным моментом в развитии цифровых технологий измерений сле дует признать 1971 год, когда был соз дан первый микропроцессор. Но про шло более двадцати лет, прежде чем микропроцессоры в ходе своей эволю ции получили массовое внедрение в различных СИ. Так, например, в облас ти измерения и учёта электроэнергии электронные микропроцессорные электросчётчики стали широко распро страняться в мире только в начале 90 х годов XX века. В микропроцессорных ИС прямые измерения составляют лишь незначительную часть всего про цесса нахождения значения измеряе мой физической величины, второй и главной частью которого являются опе рации хранения, передачи и обработки результатов прямых измерений, пред ставленных в цифровом виде. Такие операции до сих пор рассматриваются традиционной метрологией как кос венные измерения, хотя по существу к процессу измерения уже никакого от ношения не имеют. В том случае когда измерительные, вычислительные и иные операции реа лизуются в рамках конструктивно и функционально законченного изделия (датчика, измерительного преобразова теля, измерительного прибора), отде лить в нём измерительные операции от вычислительных не представляется возможным: на выходе СИ имеется цифровой результат, и внутренние опе рации его получения метролога не ин тересуют. Важна лишь точность (досто верность) этого цифрового результата, которая гарантируется соответствую щим метрологическим надзором и кон тролем. Такой подход сегодняшняя российская метрология распространяет на любые ИС, независимо от их слож ности, масштабности и используемых технологий. Для неё каждая ИС, даже если её компоненты распределены на территории в сотни квадратных кило метров, остаётся большим «чёрным ящиком», на входе которого находится измеряемый процесс, а на выходе фор мируется результат измерения. Но в сложных и масштабных цифро вых ИС используются конструктивно и функционально (а часто и территори ально) обособленные компоненты, часть из которых реализует прямые из мерения с представлением их результа тов на выходе компонентов в цифро вом виде, а другая часть – цифровую обработку этих результатов. Эти ИС представляют собой композицию из мерительных и неизмерительных ком понентов, и рассматривать их в виде «чёрных ящиков» нецелесообразно, ведь основной путь изучения и пони мания сложных процессов заключает ся как раз в их декомпозиции на более простые составляющие. Относить в та ких цифровых системах все компонен ты, в том числе неизмерительные (цифровой вычислитель, цифровую память, компьютерное программное обеспечение, цифровой канал связи, модем, монитор, принтер и т.п.), к СИ нет разумных оснований. В цифровых ИС следует с позиций метрологии цифровых измерений, предлагаемых в настоящей работе, от делить измерительные компоненты от иных компонентов и объединить в циф Метрология цифровых измерений Аркадий Гуртовцев Проведён анализ основных понятий метрологии измерительных систем (ИС) и их разновидности — АСКУЭ. Показаны недостатки исторически сложившихся методов метрологической аттестации цифровых ИС и АСКУЭ. Предложено выделять и метрологически аттестовывать в качестве средств измерений в современных ИС и АСКУЭ только их входную часть — первичные цифровые средства измерений или измерительные каналы с цифровым выходом; при этом остальные системные средства рассматривать как вторичные средства неизмерительного назначения, требующие не метрологической, а цифровой аттестации. Такой подход позволяет существенно сократить затраты на метрологическое обеспечение ИС и АСКУЭ.