pomiarowy system
 
Encyklopedia PWN
pomiarowy system, układ pomiarowy,
metrol. usystematyzowany zbiór urządzeń służący do pomiaru.
Pomiar za pomocą niektórych s.p. może wymagać bezpośredniego udziału człowieka, w innych udział ten jest pośredni, np. przy wzorcowaniu, organizacji, projektowaniu s.p.
S.p., realizujący metodę bezpośredniego porównania (pomiar), składa się z: a) zbioru wzorców miary jednomiarowych (np. odważniki przy ważeniu na wadze dźwigniowej) lub wzorca wielomiarowego (np. wyskalowany liniał, dzielnik napięcia w kompensatorze elektr.); b) komparatora (np. waga dźwigniowa, galwanometr w kompensatorze) sygnalizującego związek między wartością wielkości mierzonej x a wartością wielkości wzorcowej ν; c) regulatora (kontrolera), dobierającego wartość wielkości wzorcowej νn równą lub dostatecznie bliską wartości mierzonej; tak dobraną wartość νn przyjmuje się jako wartość zmierzoną. Funkcję regulatora w pierwszych s.p. (np. waga dźwigniowa) i w wielu popularnych do niedawna (ława opt., kompensator, mostek pomiarowy) pełnił człowiek. Najprostszym s.p. realizującym metodę pośredniego porównania jest miernik analogowy (zw. także wskazówkowym), w którym wielkość mierzona jest zamieniana (przetwarzana) w przesunięcie wskazówki wzdłuż skali pomiarowej (podziałki) utworzonej z kresek odpowiadających określonym wartościom wielkości mierzonej. Powyższe 2 typy s.p. są zaliczane do s.p. pierwszej generacji.
S.p. drugiej generacji mają strukturę łańcucha przetworników pomiarowych złożonego z: a) czujnika (sensora) pobierającego informację z obiektu mierzącego i formującego sygnał pomiarowy analogowy, zwykle o naturze elektr., zawierający informację o wielkości mierzonej; b) kondycjonera nadającego sygnałowi pomiarowemu odpowiednią postać; c) urządzenia wskazującego, formującego sygnał zrozumiały dla mierzącego; funkcję urządzenia wskazującego pełnił zwykle mikroamperomierz magnetoelektr. (amperomierz). Rozwój s.p. drugiej generacji cechował wzrastający stopień elektryfikacji i elektronizacji (przechodzenie na przetwarzanie sygnałów elektr. w układach elektronicznych). Końcowa faza rozwoju s.p. drugiej generacji to digitalizacja (cyfryzacja) i realizacja obliczeń (pomiar złożony) wewnątrz s.p. Najwcześniej urządzeniem wskazującym stał się woltomierz cyfrowy, później pojawiły się jako kondycjonery przetwornik analogowo-cyfrowy i procesor.
S.p. trzeciej generacji służą zwykle do równoczesnego pomiaru wielu wielkości oraz do pomiarów wymagających złożonych obliczeń (np. pomiary rozkładu widmowego, funkcji korelacji, charakterystyk), budowane obecnie jako s.p. komputerowe zawierające komputer, spełniający funkcję procesora (realizacja operacji obliczeniowych) oraz kontrolera (sterowanie operacjami składowymi pomiaru). S.p. komputerowy może pracować jako autonomiczny przyrząd pomiarowy sterowany z płyty czołowej, część funkcji płyty czołowej może być jednak przeniesiona na ekran monitora. S.p. ma zwykle interfejs cyfrowy, umożliwiający sterowanie zdalne i komunikację z innymi systemami cyfrowymi (np. systemami sterowania), oraz podsystemy: generacji sygnałów pobudzających obiekt mierzony, autokalibracji (wzorcowanie), autokorekcji wpływów zewn., wizualizacji wyników pomiaru (np. oscylograf cyfrowy). S.p. komputerowy składa się z komputera ogólnego przeznaczenia i sprzętowych bloków funkcjonalnych (wewn. — w postaci kart, i zewn.), funkcje i możliwości s.p. są określone zarówno przez sprzęt, jak i oprogramowania. Typowa struktura: interfejs, czyli układ komunikacji między poszczególnymi członami s.p.; komputer (wraz z monitorem, klawiaturą, drukarką, myszką itp.) — jednostka centralna („mózg”) s.p., blok odbioru informacji o obiekcie, złożony z sensorów — przetworników A/A (analogowo-analogowych) i przetworników A/C (analogowo-cyfrowych), blok sterowania obiektem mierzonym, złożony z przetworników C/D i aktuatorów — przetworników A/A (aktuator jest „odwrotnością” sensora).
Przyrządy pomiarowe wirtualne (s.p. czwartej generacji) to przyrządy, w których wszystkie operacje możliwe do realizacji komputerowej są realizowane programowo. Istotnym elementem oprogramowania przyrządu wirtualnego jest panel graficzny, odwzorowujący na ekranie monitora płytę czołową przyrządu z polem odczytowym i zestawem przełączników, którymi, za pomocą myszki, można sterować s.p. Przyrząd pomiarowy wirtualny może być projektowany i budowany zarówno przez producenta (wyspecjalizowaną firmę), jak i użytkownika, który określa jego funkcje, konstruując odpowiednie oprogramowanie.
Janusz Jaworski
Bibliografia
Podręcznik metrologii, t. 2 Podstawy teoretyczne, red. P.H. Sydenham, Warszawa 1990;
W. Winiecki Organizacja cyfrowych systemów pomiarowych, Warszawa 1997;
M. Stabrowski Miernictwo elektryczne. Cyfrowa technika pomiarów, Warszawa 1999.
Handbook of Measurement Science, vol. 3 Elements of Change, eds P.H. Sydenham, R. Thorn, Chichester 1992.
Przeglądaj encyklopedię
Przeglądaj tabele i zestawienia
Przeglądaj ilustracje i multimedia