Материал: Математические методы системного анализа и управления. Проблемно-ориентированные информационные технологии. Проскурин Д.К., Сысоев Д.В

же. В этом заключается основная особен-

ве Кейс технологий. При этом максимально

ность данного много продукта, отвечающего

приближенное функционирование, управле-

основному требованию учебных программ-

ние, внешний вид и ряд других параметров

ных средств. Это требование предполагает

виртуальных приборов к их реальным анало-

обучение на опыте предшественников и со-

гам позволяет легко переходить от работы с

здание на этой основе новых программ вир-

виртуальными устройствами к реальным и

туальных средств измерений (ВСИ). Дости-

наоборот.

жение подобных

результатов

потребовало

Основные предпосылки разработки

разработки основополагающих

принципов,

программы

включающих в себя следующие требования:

Созданная программа

представляет

- достижение максимального сход-

собой виртуальный измерительный ком-

ства программы – эмулятора ВСИ с его ре-

плекс, содержащий ряд измерительных при-

альным прототипом путём применения со-

боров, позволяющих производить различные

временных языков программирования высо-

измерения, аналогичные реальным измере-

кого уровня;

ниям с реальными приборами. В версии про-

- выбор и обоснование оптимального

граммы 1.0 вычислительный комплекс со-

с точки зрения простоты и универсальности

держит всего два следующих прибора: ос-

программы обмена информационной инфор-

циллограф С1 - 67 и генератор НЧ типа Г3 -

мацией между ВСИ, входящих в состав

102. (Описание данных виртуальных

ВИК;

устройств приведены ниже в соответствую-

- учёт, реализация и качественное

щих разделах) Основной программой, с по-

расширение технических и метрологических

мощью которой происходит управление вир-

характеристик реальных приборов на базе

туальным комплексом (вызовом, закрытием,

статистических методов и средств

датчиков

управление виртуальным комплексом) явля-

случайных чисел (ДСЧ) [1], с учётом стан-

ется менеджер устройств, инсталяция ВИК

дартных распределений, определяемых мет-

подобна обычной процедуре любого другого

рологическими требованиями [2];

приложения WINDOWS и никаких проблем

 обеспечить

программный

принцип

вызывать не должна.

наращивания исходных файлов;

Программа работает под Windows 98,

 возможность работы как с новыми РС,

Windows NT, Windows 2000,

Для

работы

использующих аппаратные средства на базе

программы

необходимо иметь (минималь-

CPU с частотами свыше 1 ГГц. и операцион-

ные требования): процессор PENTIUM 200

ной системой типаWINDOWS 2000, и РС,

MMX, видеокарту обеспечивающую ви-

имеющих более «скромный» набор аппарат-

деорежим -

800x600

(16 bit), 2 Мбайта и

ных средств и операционную систему не ни-

жёсткий диск не менее 1Гбайта.

же WINDOWS 95;

Состав виртуального измерительного ком-

 предусмотреть принципиальную воз-

плекса:

можность обмена измерительной информа-

1. Одноканальный

осциллограф типа

цией не только среди ВСИ в составе ВИК

С1, 2. Генератор низкой частоты типа Г3, 3.

(внутреннюю), но и обмен информацией

Эталонный электронно – счётный частото-

между внешними (реальными приборами) и

мер, 4. Эталонный электронно – счётный

ВСИ (внешняя) без изменения всей структу-

вольтметр.

ры виртуального измерительного комплекса.

Эталонные приборы показывают зна-

Созданный

программный

продукт

чения частоты и напряжения генератора, а на

может быть хорошим помощником при про-

осциллографе изображена

осциллограмма

ведении с его помощью лабораторных и

этого сигнала.

практических работ в процессе создания

Программа предусматривает

задавать

среды дистанционного образования на осно-

виды и величину случайных погрешностей.

ВЫПУСК № 1-2 (11-12), 2018

ISSN 2618-7167

Метрологические характеристики виртуаль-

 величина

среднеквадратиче-

ного измерительного комплекса.

ского отклонения σ в процентах.

1. Задаваемые плотности распределе-

3. Класс точности эталонного ЭСВ:

ний вероятностей частоты и амплитуды ге-

 значение c/d;

нератора:

 минимальное отклонение из-



нормальная;

меряемого напряжения в мВ



равномерная;

4. Задаваемые метрологические пара-

 треугольная (Симпсона);

метры эталонного ЭСЧ:



Релея;

 среднее отклонение измеряе-



Антимодальная 1;

мой частоты в процентах:



Антимодальная 2;

 минимальное отклонение из-



Трапециедальная.

меряемой частоты в Гц.

2. Допустимые отклонения по задан-

Управление установками:

ным значениям частоты и амплитуды:

Рис. 1. Менеджер устройств

Рис. 2. Эмулятор панели осциллографа

ВЫПУСК № 1-2 (11-12), 2018

ISSN 2618-7167

Применение ВИК в технологическом

результаты статистического моделирования

(метрологическом) эксперименте

(рис. 8).

Для этого было разработана до-

На панели

управления

можно

вы-

полнительная

программа

моделирования

ставить

число

испытуемых

приборов

процесса

автоматизированного контроля

(принимает значения от 20 до 10000), номи-

технологического процесса (метрологиче-

нальное значение A (принимает значения от

ского эксперимента), включающая реализа-

0 до 1000), значение погрешности рабочего

цию двух случайных процессов: статистиче-

средства

(принимает

значения

от

1

до

скую модель контролируемого параметра АН

50), закон распределения значений по-

в допустимых пределах ±Θ и статистиче-

грешности

рабочего

средства

(нормаль-

скую модель измерительного канала с по-

ный, Рэлея), отношения / и /∆

(прини-

грешностью ±Δ.

мают значения от 1.1 до 10), а так же закон

В левой

части окна

расположена

распределения

погрешности

образцового

панель

для

управления

приложением.

средства (равномерный, Симпсона, антимо-

При нажатии кнопки «Смоделировать»

дальный 1, антимодальный 2) (рис. 9).

будет

построен график,

отражающий

Рис. 8. Интерфейс приложения

Рис. 9. Результаты моделирования