ІНФОРМАЦІЙНО-ВИМІРЮВАЛЬНІ КОМПЛЕКСИ

1) Які основні вимоги ставлять до правил і методів випробовування ІВК?

д)* Відповіді а, б, в, г.

2) Назвіть основні види ІВК.

а)* За призначенням ІВК класифікують на типові, проблемні і спеціалізовані. Хоч ця класифікація є чисто умовною їх характеристика є також важливою при виборі структури по заданих умовах вимірювання. Типові ІВК вирішують широке коло задач автоматизації вимірювання, випробувань або дослідження. Проблемні ІВК застосовують для широкого кола задач для специфічної конкретної області автоматизації вимірювання, випробовування і дослідження. Спеціалізовані ІВК призначені для вирішення унікальних задач автоматизації вимірювання, випробовування і дослідження, для яких типові і проблемні ІВК не можуть бути застосовані.

3) Що називають вимірювальною інформацією?

а)* Інформація, отримана в процесі вимірювання називається вимірювальною інформацією. Вимірювальна інформація є кількісною інформацією і служить для оцінки кількісних даних про досліджувані об’єкти або явища, незалежно від їх природи отриманих дослідниками з допомогою засобів вимірювальної техніки. Кількісна інформація може розглядатися тільки в такому ланцюгу: досліджуванний об’єкт – засіб вимірювання – дослідник (оператор).

4) Від чого залежить кількість інформаціі, яка є в одному повідомленні?

д)* Відповіді а, б, в, г.

Від ймовірності надходження цього повідомлення (ймовірності відображення повідомлення).

5) В чому проявляеться інформаційна надлишковість?

д)* Відповіді в,г.

Інформаційна надлишковість проявляється в тому, що інформаційний зміст повідомлень є меншим, від можливостей засобів відображення цих повідомлень.

6) Як можна визначити потік інформації?

a)* Потік інформації – це середня кількість інформації, яку видає джерело за одиницю часу: Ф = І/Т = Н/t1 [біт/с], де Н – ентропія джерела, t1 – час, за який джерело видає одне повідомлення.

7) Від яких параметрів залежить пропускна можливість інформаційного каналу?

г)* Пропускна можливість каналу залежить від Н – ентропія джерела, t1 – час, за який джерело видає одне повідомлення, m – кількість повідомлень.

8) Які чотири основні види перетворення вимірювальної інформації розрізняють в автоматизованих вимірювальних системах і комплексах та їх похибки?

а)* Розрізняють чотири основні види перетворення вимірювальної інформації в автоматизованих вимірювальних системах і комплексах: 1) перетворення сигналів в аналоговій формі; 2) аналого-цифрове перетворення; 3) перетворення вимірювальної інформації в цифровій формі; 4) перетворення в каналах видачі аналогової інформації.

9) За якими ознаками проводять класифікацію засобів обміну безперервними сигналами?

а)* Першою ознакою класифікації є призначення пристрою: вимірювання, видача або комутація. Другою ознакою є вигляд вимірюваної, виданої або коммутованої електричної величини. Третя група ознак описує метрологічні характеристики засобів, в першу чергу, діапазон зміни, точність і швидкодія, а також деякі додаткові характеристики, пов’язані з конкретними видами засобів (шуми, перешкоди, число каналів, вхідні і вихідні опори і т.д.).

10) Підтвердіть або заперечте визначення «контролер» – це центральна частина ІВК, яка здійснює передачу, обробку і зберігання інформації.

а)* Контролер – це центральна частина ІВК, який здійснює передачу, обробку і зберігання інформації. Застосування контролерів у вимірювальній техніці дозволяє реалізувати якісно нову інформаційну технологію, при якій користувач інформації отримує дані вимірювання згідно заданого алгоритму в кінцевому результаті. За допомогою контролера всі вимірювання проводяться в динамічному режимі.

11) Поясніть конструктивні особливості контролерів каркасних.

а)* В порівнянні із модульними каркасні контролери побудовані в єдиному конструктивному елементі, який ми називаємо каркасом або крейтом. В каркасі розміщують основні блоки – процесорний блок, блок управління і блок інтерфейсу, а також змінний набір блоків аналогово-цифрових та цифро-аналогових перетворювачів та ряд підсилювачів. Каркас розміщують в шафах від 1 до 3 контролерів. Блоки живлення розміщують в тій же шафі в залежності від споживаної потужності. Другі елементи є проектно-компонованими і застосовуються при необхідності. Функціональні можливості такі ж, як в модульних контролерах.

12) Підтвердіть або заперечте визначення «мікроконтролери» – це свого роду мікропроцесори.

а)* Мікроконтролери – це свого роду мікропроцесори. Мікропроцесор, як функціональний пристрій контролерів, забезпечує ефективне автоматичне виконання операцій обробки цифрової інформації у відповідності із заданим алгоритмом.

13) Чи правильне твердження «мікропроцесор», як функціональний пристрій контролерів, забезпечує ефективне автоматичне виконання операцій обробки цифрової інформації у відповідності із заданим алгоритмом.

а)* Мікропроцесор, як функціональний пристрій контролерів, забезпечує ефективне автоматичне виконання операцій обробки цифрової інформації у відповідності із заданим алгоритмом.

14) Які заходи застосовують для зменшення похибки в АЦП?

д)* Відповіді а, б, в, г.

Для зменшення похибки в АЦП, необхідно або збільшувати частоту дискретизації, або використовувати перед АЦП додатковий фільтр нижніх частот, який обмежуватиме спектр вхідного сигналу перед його аналого-цифровим перетворенням.

Для збільшення точності генератор пилоподібного сигналу може бути побудований на ocнові лічильника i допоміжного ЦАП.

15) Дайте характеристику інтерфейсу USB.

д)* Відповіді а, б, в, г.

USB – універсальна послідовна шина, призначена для з’єднання периферійних пристроїв обчислювальної техніки.

д)* Відповіді а, б, в, г.

16) Назвіть конструктивні та експлуатаційні характеристики інтерфейсу RS-232.

д)* Відповіді а, б, в, г.

RS-232 (UART) – стандарт інтерфейсу обміну даними між двома пристроями шляхом послідовної передачі даних (асинхронний зв’язок або синхронний зв’язок), знаходить використання у послідовних портах комп’ютерів та інших пристроях.

Електричні параметри RS-232 – це головна характеристика, яка відрізняє його від інших протоколів сімейства UART.

Наступна характеристика – формат посилки і швидкість передачі даних повністю застосовується до всіх видів UART і забезпечує їх сумісність через нескладні схеми сполучення.

17) Назвіть особливості передачі інформації по інтерфейсу RS-485.

д)* Відповіді а, б, в, г.

EIA-485 – (англ. Electronic Industries Alliance-485) (також, відомий як RS-485 – англ. Recommended Standard-485), – стандарт передачі даних двопровідним напівдуплексним багатоточковим послідовним каналом зв’язку.

EIA-485 забезпечує передачу даних з швидкістю до 10 Мбіт/с. Максимальна дальність залежить від швидкості: при швидкості 10 Мбіт/с максимальна довжина лінії – 120 м, при швидкості 100 кбіт/с – 1200 м.

Кількість пристроїв, що підключаються до однієї лінії інтерфейсу, залежить від типу застосованих в пристрої приймачів. Один передавач розрахований на управління 32 стандартними приймачами. Випускаються приймачі з вхідним опором 1/2, 1/4, 1/8 від стандартного. При використанні таких приймачів загальне число пристроїв може бути збільшене відповідно: 64, 128 або 256.

Стандарт не нормує формат інформаційних кадрів і протокол обміну. Найчастіше для передачі байтів даних використовуються ті ж фрейми, що і в інтерфейсі RS-232: стартовий біт, біти даних, біт паритету (якщо потрібно), стоповий біт.

Протоколи обміну в більшості систем працюють за принципом «ведучий»-«ведений». Один пристрій на магістралі є ведучим (master) і ініціює обмін посилкою запитів підлеглим пристроям (slave), котрі розрізняються логічними адресами. Одним з популярних протоколів є протокол Modbus RTU.

Тип з’єднувачів і розпайка також не обмовляються стандартом. Зустрічаються з’єднувачі DB9, клемні з’єднувачі і т.д.

Інтерфейс EIA-485 використовує балансну (диференціальну) схему передачі сигналу. Це означає, що рівні напруги на сигнальних колах (А) і (В) міняються в протифазі.

Передавач повинен забезпечувати рівень сигналу 1,5 В при максимальному навантаженні (32 стандартні входи і 2 термінальні резистори) і не більше 6 В на холостому ході. Рівні напруг вимірюють диференціально, один сигнальний дріт відносно іншого.

На стороні приймача EIA-485 мінімальний рівень сигналу, що приймається, має бути не меншим за 200 мВ.

18) Назвіть особливості і область застосування HART-протоколу.

д)* Відповіді а, б,в , г.

До особливостей можна віднести те, що давач (по цьому протоколі) може зберігати інформацію про хід процесу вимірювання, калібрування, одиниці вимірювання. Також він (протокол) забезпечує кращий цифровий зв’язок.

Застосовується для накладання цифрового зв’язку (сигналу) на струмовий сигнал методом частотного зсуву.

19) Приведіть особливості топології шина локальної мережі.

а)* Шина (bus) – всі комп’ютери паралельно підключаються до однієї лінії зв’язку. Інформація від кожного комп’ютера одночасно передається всім іншим комп’ютерам.

20) Приведіть особливості топології зірка локальної мережі.

а)* Зірка – це єдина топологія мережі з явно виділеним центром, до якого підключаються всі інші абоненти. Обмін інформацією йде винятково через центральний комп’ютер, на який лягає більше навантаження, тому нічим іншим, крім мережі, він, як правило, займатися не може.

21) Приведіть особливості топології кільце локальної мережі.

а) Кільце – це топологія, у якій кожен комп’ютер з’єднаний лініями зв’язку із двома іншими: від одного він одержує інформацію, а іншому передає. На кожній лінії зв’язку, як й у випадку зірки, працює тільки один передавач й один приймач (зв’язок типу точка-точка). Це дозволяє відмовитися від застосування зовнішніх термінаторів. Важлива особливість кільця полягає в тому, що кожен комп’ютер ретранслює (відновлює, підсилює) сигнал, тобто виступає в ролі репітера. Згасання сигналу у всьому кільці не має ніякого значення, важливе тільки згасання між сусідніми комп’ютерами кільця.

б) Чітко виділеного центру при кільцевій топології немає, всі комп’ютери можуть бути однаковими й рівноправними.

в) Кільцева топологія звичайно має високу стійкість до перевантажень, забезпечує впевнену роботу з великими потоками переданої по мережі інформації, тому що в ній, як правило, немає конфліктів (на відміну від шини), а також відсутній центральний абонент (на відміну від зірки), що може бути перевантажений великими потоками інформації.

г) Сигнал у кільці проходить послідовно через всі комп’ютери мережі, тому вихід з ладу хоча б одного з них (або ж його мережного устаткування) порушує роботу мережі в цілому.

д*) Відповіді а, б, в, г.

22) В чому полягає багатозначність понятя топології?

в)* Фізична топологія (географічна схема розташування комп’ютерів і прокладки кабелів). У цьому змісті, наприклад, пасивна зірка нічим не відрізняється від активної, тому її нерідко називають просто зіркою. Логічна топологія (структура зв’язків, характер поширення сигналів по мережі). Це найбільш правильне визначення топології. Топологія керування обміном (принцип і послідовність передачі права на захоплення мережі між окремими комп’ютерами). Інформаційна топологія (напрямок потоків інформації, переданої по мережі).

23) Назвіть типи ліній звязку локальних мереж.

д)* Відповіді а, б, в, г.

У переважній більшості комп’ютерних мереж (особливо локальних) використовуються провідні або кабельні канали зв’язку, хоча існують і бездротові мережі, які зараз знаходять усе більш широке застосування, особливо в портативних комп’ютерах.

24) Приведіть характеристики ліній зв’язку локальних мереж в ІВК та ІВС.

д)* Відповіді а, б, в, г.

25) Охарактеризуйте безкабельні лінії звязку в ІВК та ІВС.

а)* Відповіді а, б, в, г.

Безкабельні мережі, як фізичний носій інформації використовують інфрачервоні промені, радіохвилі і лазерні канали. Такі мережі характеризуються невисокою пропускною здатністю, вони не стійкі проти перешкод, можуть надійно працювати тільки в межах прямої видимості і знаходять використання тільки на корпоративному рівні.

26) Приведіть визначення комп’ютерної мережі.

а)* Комп’ютерна мережа – система зв’язку між двома чи більше комп’ютерами. У ширшому розумінні комп’ютерна мережа (КМ) – це система зв’язку через кабельне чи повітряне середовище, самі комп’ютери різного функціонального призначення і мережеве обладнання.

27) Які вимоги ставляться до пристроїв відображення інформації в ІВК та ІВС?

в)* Відповіді а, б, г, д.

Мінімальна частота, з якою повинна змінюватися динамічна картинка на екрані, щоб не виникав ефект дискретності руху, становить 24-25 кадрів за секунду,

Для відображення машинобудівної деталі середньої складності необхідно близько 10.000 полігонів, кожний по 100 пікселів.

Також пристрій відображення інформації характеризується такими параметрами: роздільною здатністю по горизонталі й вертикалі (960×540 пікселів до 2560×1600 пікселів з діагоналлю екрана від 17” до 30”, це приблизно від 43 см до 76 см); коефіцієнтом заповнення екрану; часом доступу до відеопам’яті під час кадру з боку графічних акселераторів.

28) Як можна класифікувати математичні моделі для ІВК та ІВС?

а)* Для розробки математичних моделей для ІВК та ІВС широко використовується диференційне числення, теорія множин, матриці і графи, а також планування експерименту. Відповідно розрізняють теоретико-множинні, матричні, топологічні та поліномні математичні моделі.

29) Наведіть стандартні математичні моделі, які забезпечують визначення: об’єму газу, приведеного до стандартних умов; густини газу в робочих умовах; кількість теплової енергії; об’ємної витрати газу по змінному перепаду тиску.

д)* Відповіді а, б, в, г.

30) Наведіть математичну модель визначення похибки лічильників газу на установках дзонового типу.

г)*

де V_е – об’єм газу, виміряний лічильником газу, V_о – об’єм газу, виміряний зразковим засобом при абсолютному тиску (Р) і абсолютній температурі (Т), відповідно.

31) Наведіть математичну модель визначення контрольного об’єму газу в установках дзвонового типу при сталих температурах і тиском під дзвоном.

а)*

де Д_в – внутрішній діаметр дзвону; Д₃ – зовнішній діаметр дзвону; Д₂ – зовнішній діаметр ємності витіснювача; Д₁ – внутрішній діаметр ємності витіснювача.

32) Проаналізуйте, які проблеми з метрологічного забезпечення виникають в зв’язку з основними особливостями інформаційно- вимірювальних систем.

д)* Відповіді а, б, в, г.

33) Охарактеризуйте фундаментальні, прикладні та організаційно-правові проблеми метрологічного забезпечення інформаційно-вимірювальних систем.

д)* Відповіді б, в, г.

34) Перерахуйте основні роботи з метрологічного забезпечення інформаційно-вимірювальних систем.

д)* Відповіді а, б, в, г.

35) На яких етапах життєвого циклу здійснюється метрологічне забезпечення інформаційно-вимірювальних систем?

д)* Відповіді а, б, в, г.

36) У чому полягають загальні принципи нормування метрологічних характеристик інформаційно-вимірювальних систем?

д)* Відповіді а, б, в, г.

37) Які характеристики вимірювальних каналів відносяться до динамічних?

д)* Відповіді а, б, в, г.

38) Охарактеризуйте основні проблеми та специфічні особливості експериментальних досліджень метрологічних властивостей інформаційно-вимірювальних систем?

д)* Відповіді а, б, в, г.

39) Поясніть основне призначення віртуальної структури контролерів ІВК.

г)* Відповідь а, б, в.

Віртуальна структура, націлена на виконання наступних функцій: збір і попередня обробка інформації, формування керуючих впливів, автоматичне регулювання, логічне крокове керування (з формуванням етапів і кроків та послідовності їхнього виконання), функціональні перетворення аналогових і дискретних сигналів, технологічні захисти (з різними схемами резервування), реєстрація подій, передача інформації іншим контролерам і прийом інформації від інших контролерів, запис інформації в архів (періодичний чи по відхиленню).

40) Які програмні і технічні засоби застосовують при створенні сучасних ІВС?

д)* Відповідь а, б, в, г.

41) Назвіть особливості програмного забезпечення для створення мнемосхем.

г)* Відповідь а, б, в.

42) Які мережеві засоби застосовують при створенні ІВК?

г)* Відповідь а, б, в.

43) Які принципи лежать в основі Windows?

д)* Відповідь а, б, в, г.