Автоматизация физических экспериментов на тритиевых комплексах исследовательских установок «Тритон», «Акулина» и «Прометей» (стр. 10 )

(

25

)

или

(

26

)

В качестве весов берутся обратные дисперсии измерения , или полагается =1, если они неизвестны. Задача МНК приводит к системе линейных уравнений, решаемой модифицированным методом Гаусса [65].

После определения коэффициентов полинома искомая калибровочная зависимость приобретает вид

(

27

)

Применение аппарата калибровок иллюстрирует 2, где приводятся примеры калибровок и соответствующих им калибровочных файлов.

Для описания и хранения калибровок пакет CRW-DAQ использует файлы калибровки *.cal, в виде текстовых файлов с секционной структурой, подобно *.ini файлам Windows. В них хранятся лишь массивы измеренных точек калибровки и параметры аппроксимации (20,21,22), а коэффициенты полинома вычисляются автоматически при загрузке файла. Этот подход хорош тем, что, сделав калибровку один раз, можно легко менять её параметры, не производя новых дорогостоящих калибровочных измерений и не теряя точность расчетов. Описание файлов калибровки есть в справочной документации пакета.

Функции линеаризации (20,21), описывающие тип датчика при калибровке, в пакете именуют стандартными калибровками (Таблица 3). Они основаны на опубликованных таблицах ГОСТ, интерполируемых сглаживающим сплайном (10). Набор стандартных калибровок легко расширяется, для этого достаточно добавить калибровочные таблицы в конфигурационные файлы пакета, т. к. весь математический аппарат уже готов.

Таблица 3. Стандартные калибровки пакета CRW-DAQ.

№	Имя Шкалы TransformX, TransformY	Комментарий, источник, стандарт.	Функции линеаризации
1	Line	линейная шкала
2	Log	логарифмическая шкала
3	SubZ	коррекция смещения нуля
4	HrAl	термопара хромель-алюмель, тип K ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	E(x)- термопар. таблица, z-темп. хол. спая
5	HrCp	термопара хромель-копель ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
6	HrCn	термопара хромель-константан, тип E ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
7	RhPt13	термопара платина-родий(13%), тип R ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
8	RhPt10	термопара платина-родий(10%), тип S ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
9	RhPt30	термопара платина-родий(30%), тип B ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
10	WReA1	термопара вольфрам-рений, тип A1 ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
11	WReA2	термопара вольфрам-рений, тип A2 ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
12	WReA3	термопара вольфрам-рений, тип A3 ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
13	NiSi	термопара никель-кремний, тип N ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
14	CuCn	термопара медь-константан, тип T ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
15	FeCn	термопара железо-константан, тип J ГОСТ Р 50431-92 (МЭК 584-1-77)	--|--
16	Pt100	температурный датчик сопротивления Pt 100 Ом, DIN43760	R(x)-таблица Pt-100
17	Ni100	температурный датчик сопротивления Ni 100 Ом, www. /sensorcalc	R(x)-таблица Ni-100
18	SiDiodeD	кремниевый термодиод, тип D данные фирмы-изготовителя	D(x)-таблица фирмы-изготовителя

Для удобства работы пользователя разработан редактор калибровок (Рис.12).

Рис.12. Редактор калибровок пакета CRW-DAQ.

Он позволяет создавать и редактировать калибровки, не вникая в формат файлов калибровки и не делая каких-либо расчетов. В редакторе можно вводить массив точек калибровки, выбирать тип шкалы датчика, параметры аппроксимирующего полинома и сохранять результат в файл. Для контроля качества калибровки используется численная оценка невязки (абсолютная и процентная), а также просмотр графиков кривых калибровки (в исходных и линеаризованных переменных) вместе с точками калибровки. На графиках (Рис.12) видно, что калибровка кремниевого термодиода, сильно нелинейная в исходных переменных, хорошо ложится на прямую линию в линеаризованных переменных.

Развитая система калибровок - важное достоинство пакета, поскольку в других системах решение всех проблем калибровки возлагается на пользователя.

2.4.2.4.  Компоненты для интерактивной обработки измеренных данных

Как упоминалось выше, средства интерактивной offline обработки данных привязаны к окнам кривых. Они делятся на две группы: встроенные команды и динамически загружаемые утилиты. Встроенные команды связаны в основном с импортом, экспортом и отображением данных. Часть методов обработки тоже включена во встроенные команды: сглаживающие сплайны (Рис.10), медианный фильтр (Рис.11). Но все же основная часть средств обработки реализована через динамически загружаемые утилиты двух видов: макросы на языке DAQ Script (3) и динамические расширения DPE (4).

Для связи пакета CRW-DAQ с другими программами (Excel, Word и т. д.) разработаны средства импорта и экспорта данных. Измеренные данные, находящиеся в окнах кривых, можно загружать и сохранять в текстовых таблицах *.txt для обмена с другими программами. Команда печати может не только печатать на принтере, но и передавать данные через буфер обмена в виде таблиц или изображений. Команды табуляции и оцифровки конвертируют данные из окон кривых в текстовые таблицы (и наоборот) для обмена данными с другими программами. Наконец, данными можно обмениваться через DPE расширения, сделав преобразователь форматов на языке Object Pascal.

Интерактивные средства обработки данных подсистемы CRW используются при offline анализе данных. Средства обработки данных для задач управления доступны через программный интерфейс DAQ API, то есть в виде набора функций на встроенных языках программирования, описанных ниже.

2.4.2.5.  Программные интерфейсы и языки прикладного программирования

Важными компонентами пакета CRW-DAQ (Рис.5) являются интерфейсы прикладного программирования API (Application Programming Interface). Они позволяют отделить базовое ПО от прикладного и делятся на интерфейсы CRW API (раздел 1.4.2.4) для offline обработки измеренных данных и DAQ API для online обработки, сбора данных и управления АСКУ в реальном времени.

DAQ API содержит программные библиотеки и встроенные языки для прикладного программирования АСКУ – компилятор DAQ Pascal, интерпретатор C-подобного языка DAQ Script, интерпретатор конфигурационных файлов DAQ Config. Программные библиотеки содержат открытый исходный текст функций и процедур на одном из встроенных языков программирования, их можно использовать в прикладных программах. Языки прикладного программирования – это трансляторы (интерпретаторы и компиляторы) исходного кода прикладных программ в непосредственно исполняемые машинные инструкции.

Пакет CRW-DAQ включает нескольких языков программирования, сильно различающихся по возможностям, решающих разные задачи и потому взаимно дополняющих друг друга. Благодаря наличию этих языков, средств редактирования и отладки пакет содержит полноценную среду разработки и исполнения для создания АСКУ, не требующую для своей работы установки дополнительного ПО.