Современное состояние разработки, исследования, производства и эксплуатации радиотехнических и радиоэлектронных систем и средств измерений обусловливает необходимость большого количества измерений. При этом значительно возросли требования к точности и достоверности измерительной информации. Заметно увеличился также объем измерений с однообразными и повторяющимися операциями (в процессе регулировки и контроля параметров в технологических процессах, при поверке и т. п.). При измерении параметров сложных объектов часто требуются анализ и обработка большого количества данных.
Указанные факторы предопределили необходимость создания новых средств, позволяющих автоматизировать процессы измерений. В настоящее время разработано значительное количество автоматизированных СИ. Можно выделить различные уровни автоматизации СИ:
- автоматизированные измерительные приборы и меры; автоматизированные комплексы приборов и установки (например, для автоматизированной поверки или калибровки СИ);
- информационно-измерительные системы, предназначенные для съема измерительной информации, преобразования, передачи, обработки и формирования управляющих воздействий для сложных объектов, технологических процессов, производств.
В создании автоматизированных СИ можно выделить три направления, взаимно дополняющих друг друга.
Первое направление характеризуется применением в радиоизмерительных СИ схемных, конструктивных решений и приемов, которые помогают автоматизировать измерительный процесс: автоматической стабилизации и регулирования параметров сигналов; корректирующих звеньев; специальных схем, решающих функциональные и логические задачи; элементов и оригинальных узлов, поднимающих на новую качественную ступень уровень автоматизации. Примером могут быть используемые в сверхвысокочастотных приборах ферромагнитные резонаторы с электрической перестройкой частотных параметров, электрические управляемые аттенюаторы и переключатели на базе pin-диодов и т. д.
Второе направление — интенсивное внедрение цифровой техники. В настоящее время промышленностью освоены или готовятся к производству СИ с цифровым отсчетом практически по всем группам средств радиотехнических измерений. Развитие этих направлений позволит:
- уменьшить число ручных настроек и регулировок, количество индикаторов, органов управления и контроля;
- ввести автоматический выбор пределов измерений, полярности п т. п., а также автоматическую калибровку, установку «нуля», постоянной чувствительности или требуемого уровня сигнала при изменении режимов;
- исключить благодаря использованию цифровых отсчетных устройств необходимость пересчета показаний с корректировкой на цену деления шкалы;
- применять специальные устройства (схемы), производящие математические операции над измеряемыми значениями (для определения обратных значений, отношений, произведения и т. п.);
- средствам измерений работать совместно с ЭВМ в составе информационно-измерительных систем.
Третье направление характеризуется применением в СИ встроенных микропроцессоров, с помощью которых реализуются логические и функциональные задачи процесса измерения, управление им, обработка результатов измерений и т. д. Микропроцессорная техника открывает широкие возможности для улучшения эксплуатационных и метрологических характеристик СИ.
Применение микропроцессоров в радиоизмерительной технике привело к появлению приборов нового поколения, так называемых «интеллектуальных» приборов, таких, например, как стробоскопический осциллограф DSA8300. Использование МП в средствах измерений позволяет:
- обеспечивать оптимальный поиск и выбор предела измерений, установку нуля и т. п.;
- обрабатывать измерительную информацию (выполнять умножение на константу, сравнение с предельными значениями, линеаризацию и т. п.);
- выполнять вычисления, необходимые для определения значения измеряемой величины по данным измерений других величин;
- осуществлять автоматический программный самоконтроль работоспособности и поиск неисправности измерительных узлов (самоконтроль и самодиагностику);
- проводить статистическую обработку результатов измерений для уменьшения случайной составляющей погрешности измерения;
- корректировать результаты измерений посредством внутренней калибровки, исключения или учета дрейфа, внесения поправок па изменение внешних условий или неинформативных параметров сигнала для уменьшения систематической составляющей погрешности измерения;
- соединять группы измерительных приборов или блоков в измерительный комплекс со взаимными связями, с определенными функциями;
- реализовать программным методом логические и функциональные связи, которые в обычных приборах осуществлены схемным путем;
- обеспечивать работу прибора совместно с внешними ЭВМ.
