ИВК – функционально объединенная совокупность СИ, компьютеров и вспомогательных устройств, предназначенная для выполнения конкретной измерительной задачи. Основные признаки ИВК: наличие процессора или компьютера; программное управление средствами измерений, наличие нормированных метрол-ких харак-к; блочно-модульная структура, состоящая из технической (аппаратной) и программной (алгоритмической) подсистем. Техническая подсистема должна содержать СИ электрических величин (измерительные компоненты), средства вычислительной техники (вычислительные компоненты), меры текущего времени и интервалов времени, средства ввода-вывода цифровых и аналоговых сигналов с нормированными метрологическими характеристиками. В программную подсистему ИВК входят системное и общее прикладное программное обеспечение (ПО), в совокупности образующие математическое обеспечение ИВК. Системное ПО представляет собой совокупность программного обеспечения компьютера, используемого в ИВК, и дополнительных программных средств, позволяющих работать в диалоговом режиме; управлять измерительными компонентами; обмениваться информацией внутри подсистем комплекса; проводить диагностику технического состояния. ПО представляет собой взаимодополняющую, взаимодействующую совокупность программ, реализующих: типовые алгоритмы эффективного представления и обработки измерительной информации, планирования эксперимента и других измерительных процедур; архивирование данных измерений; метрологические функции ИВК (аттестация, поверка…). Большое значение имеет эффективное и наглядное построение экранных форм и управляющих элементов, называемых интерфейсом пользователя, обеспечивающих взаимодействие оператора с компьютером. Эффективность интерфейса заключается в быстром развитии у пользователей простой концептуальной модели взаимодействия с комплексом. Другие важные характеристики – конкретность и наглядность. Функции ИВК: осуществление прямых, косвенных, совместных или совокупных измерений физических величин; управление процессом измерений и взаимодействием на объект измерений; представление оператору результатов измерений в требуемом виде. ИВК должен обеспечивать: восприятие, преобразование и обработку электрических сигналов от первичных измерительных преобразователей; управление средствами измерений и другими техническими компонентами, входящими в состав ИВК; выработку нормированных сигналов, являющихся входными для средств воздействия на объект; оценку метрологических харак-ик и представление результатов измерений в установленной форме.
По назначению ИВК: типовые (для решения широкого круга типовых задач автоматизации измерений, испытаний или исследований не зависимо от области применения), проблемные (для решения специфичной для конкретной области применения задачи автоматизации измерений) и специализированные (для решения уникальных задач автоматизации измерений). Основные составные части ИВК (рисунок): компьютер с периферийными устройствами, подключенными к нему, в том числе и посредством компьютерной сети; ПО, представляющее собой совокупность взаимосвязанных программ, написанных на алгоритмических языках разного уровня; интерфейс, организующий связь технических устройств ИВК с компьютером; формирователь испытательных сигналов, которыми воздействуют на объект измерения с целью получения измерительных сигналов; измерительные каналы (ИК), предназначенные для преобразования в цифровой код заданного числа сигналов.
ИК содержит аналоговый измерительный (АИП) и аналого-цифровой (АЦП) преобразователи. АИП предназначен для преобразования измерительного сигнала в сигнал, однородный с входным сигналом АЦП (т.е. в напряжение), и масштабирования (усиления или ослабления) его до уровня, необходимого для проведения операции аналого-цифрового преобразования с минимальной погрешностью. При наличии нескольких измерительных сигналов АИП состоит из К независимых последовательно соединенных первичных преобр-ей и управляемых компьютером масштабируемых усилителей. АЦП преобразует сигнал в цифровой код и передает его через интерфейс в компьютер. Работой все аппаратной части ИВК управляет компьютер. Это осущ-ся посредством: подачи управляющих сигналов различного рода; считывания и передачи по требуемым адресам цифровой информации («Данные», «Адрес»). По команде оператора выбирается тот или иной режим работы ИВК из числа реализованных в программном обеспечении. Компьютер рассчитывает цифровой код, описывающий заданное изменения во времени каждого из М испытательных сигналов, и в виде двоичного цифрового кода записывает в оперативные запоминающие устройства формирователя испытательных сигналов. Оттуда эти коды последовательно во времени циклически поступают на вход каждого из ЦАП. Формируемые на их выходах напряжения с помощью ПНИС преобразуются в требуемые физические величины, воздействующие на объект измерения. Измерительные сигналы, представляющие собой отклик объекта измерения на испытательные воздействия, преобразуются в измерительных каналах в двоичный цифровой код и считываются компьютером. Полученные коды обраб-ся по заданным алгоритмам, в результате получается искомая измер-ая инф-ция.
