Ghostscript wrapper for D:\Digitalizacja\MTS82_t20z1_z4_PDF_artyku³y\mts82_t20z3_4.pdf M E C H AN I K A TEORETYCZNA J  STOSOWANA 3/4, 20  (19X21 M I N I K O M P U T E R O WE  WSP O M AG AN I E BAD AŃ   D O Ś WI AD C Z AL N YCH W  M E C H AN I C E KON STAN TY  D R Z E W I Ń S K I, R EI N H OLD   K A Ł U Ż A, OSWALD   M A T E J A , K R Z YSZ TOF   S K R Z Y P U L E C Opolc W SI 1.  Wstę p M im o  intensywnego  rozwoju  analitycznych  i  num erycznych  m etod  badawczych , stosowanych  w  m echan ice kon strukcji,  rola  m etod  doś wiadczaln ych  jest  w  dalszym  cią gu duż a.  I  tak,  n p.  badan ia  doś wiadczalne  sł użą   udoskon alen iu  i  budowie  n owych  m odeli fizycznych  i  m atem atyczn ych  opisują cych  zjawiska  w  m ech an ice.  W  wielu  dziedzin ach postę p  techn iki  n ie  m oże  czekać  n a  rozwią zania  teoretyczn e.  W  sukurs  m uszą   tu  przyjść badan ia  doś wiadczalne  [7,  8,  9,  10,  13,  14, 20]. Ostatn io  rozwijane  są   m etody  wykorzystują ce  zalety  tech n iki  cyfrowej  i  zalety  m etod doś wiadczalnych  [18,  19].  K o m p u t er  (m in ikom puter) wykorzystywan y  jest  co raz  czę ś ciej d o  wspom agania  prac eksperym en taln ych .  Stał o się   t o moż liwe  dzię ki  postę powi  w  elektro- nice, gł ównie m ikroelektron ice. W  niniejszym  artykule,  autorzy —  po  krót kim  wstę pie  zawierają cym  in form acje ogólne —  zamierzają   przedstawić  swoje  doś wiadczenia  zdobyte  w  czasie  st o so wan ia m in ikom putera  d o  wspom agan ia  badań  doś wiadczaln ych  z  m ech an iki. N ależy  podkreś lić,  iż  w  krótkim  opracowan iu  n ie  sposób  om ówić  wszystkich  po d st a- wowych  wiadomoś ci  z  zakresu  stosowan ia  m in ikom puterów  w  badan iach  eksperym en t al- nych.  Z  zakresu  tego  dostę pne  są   jed n ak  opracowan ia  m on ograficzn e,  kt ó r e  zasł ugują n a  uwagę   (n p.  [5, 6,  13,  14,  15,  18, 23, 25, 32]). 2.  Ogólne  zasady  organizacji  prac  eksperymentalnych Organizację   czynnoś ci  zwią zanych  z  przeprowadzan iem  eksperym en tu  m o ż na  podzielić n a  trzy  nastę pują ce  warstwy  [25]  (rys.  2.1): —  warstwa  decyzji,  w  której  badacz —  eksperym en tator  dokon uje,  n a  podstawie  wyn ików czę ś ciowych,  ko rekt  dalszego  przebiegu  eksperym en tu,  zm ian  w  m o d elu  i  w  o biekcie; —  warstwa przetwarzan ia dan ych polegają ca  n a analizie wyn ików dla  o t rzym an ia wielkoś ci mierzalnych  poś redn io  oraz  n a  obliczeniu  ch arakterystyk  statystyczn ych , 362 K.  D R Z EWI Ń SKI, R.  KAŁU Ż A,  O.  MATEJA,  K. SKRZYPU LEC —  warstwa  sterowana  eksperymentem,  polegają ca  na  uzmiennianiu  wielkoś ci  wejś cia i  wykonania  pomiarów  zgodnie z programem badań. Planowanie  prac  eksperymentalnych,  gromadzenie i  budowa  ś rodków  pomiaru  jest domeną   intelektualną   czł owieka i nie  może  być  przedmiotem  automatyzacji.  Automaty- zacji  winien  podlegać  natomiast sam proces pomiarowy.  D o jego  automatyzacji  wykorzy- stywane  są  coraz  czę ś ciej  specjalizowane  ukł ady  (systemy)  pomiarowe  [14,  15,  18,  19, 25,  28, 32].  U kł ady te pracować  mogą   w  sposób  niezależ ny  lub też mogą   być  wspomagane przez  kom puter.  Poprzez  poł ą czenie ukł adu  pomiarowego  z minikomputerem  uzyskuje się   system  pomiarowo- informacyjny,  znajdują cy  obecnie  coraz  to  szersze  zastosowanie w  pracach  eksperymentalnych  [23, 25, 28, 29]. Przewaga  takiego  systemu  nad dotychczas WARSTWA  DECYZJI Sformutcwanie c e l ó w  i war unk ó w b ad ań WARSTWA  PRZETWARZANIA  DANYCH I  OCENY  WYNIKÓW WARSTWA  STEROWANIA '  EKSPERYMENTEM Reprezentacja zewnę trzna wyników Redukcja danych j j ó  T Wielkoś ci wejś ciowe Wie lko ś ci wyjś ciowe 'Heurystycznaj  J  Frzewidywanie]   porównanie \ I  definicja !  modelujrnodelu j—ipH I  I modelu Jwyników •   :eK.s| j«[ yiii^iii wyników lerymentu! z  przewidy-  | h 1 wyni eksp jz  pr \j~w~" !  wamem ioski I  o  stanie N[Fropozycja  \zmian i  j lpoprawek  r*j .modelu  J | I R ys.  2.1.  Ogólny  schemat  organizacji  prac  eksperymentalnych stosowanymi  ukł adami  pomiarowymi  (wyposaż onymi  w  pamię ć czy  nawet  mikrokompu- ter)  polega  przede  wszystkim  n a  jego  uniwersalnoś ci.  Minikomputer  może  sterować i  obsł ugiwać  kilka  ukł adów pomiarowych,  a ponadto może być  również  wykorzystywany do  obliczeń  numerycznych.  Zapewnia  to jego  efektywniejsze  wykorzystanie  (praca w  sy- stemie  abonenckim)  [1,  28, 29]. Rozróż nia  się   dwa  sposoby  korzystania  z  techniki  komputerowej  w  pracach  ekspery- m entalnych: —  tryb  off- line  (poś redni), —  tryb  on- line  (o dział aniu  bezpoś rednim). W  trybie  off- line  (rys.  2.2)  wyniki  pomiarów  odczytane  lub  zarejestrowane  podczas badań  są   utrwalane n a noś nikach informacji  (np. papierowa taś ma perforowana)  a nastę p- nie  wprowadzane  do  komputera.  Wyniki  pomiarów  utrwalone  na  taś mie  perforowanej mogą   być  wprowadzone  do komputera w sposób  bezpoś redni lub  poś redni po ich retrans- lacji,  czyli  przystosowaniu  do kodu  komputera. Wyniki  obliczeń, na  ogół  po  dość dł ugim M I N I K O M P U T E R O WE  WSP OM AG AN IU   BAD AŃ 3 6 3 Noś nik  '  N  / X  / N informacji  Badacz  Programista  Operator  u a n e Wyniki obliczeó/ l Rys.  2.2.  Schemat  korzystania  z  techniki  komputerowej  w  pracach eksperymentalnych; klasyczny  tryb poś redni  (off- line) czasie,  wracają   do  eksperymentatora.  Szybszą ,  a  zarazem  mniej  pracochł onną   realizację badań  wedł ug trybu  off- line  uzyskać  moż na poprzez zastosowanie  do rejestracji  wyników pomiarów  urzą dzeń  rejestrują cych  zawierają cych  pamię ć kasetową   lub  dyskową   przysto- sowaną   do bezpoś redniej  współ pracy z komputerem. W  trybie  bezpoś rednim  (rys.  2.3)  badacz  sam  formuł uje  program  aplikacyjny,  który wprowadza  do komputera. D ane pomiarowe są  wprowadzone  do komputera bezpoś rednio poprzez  sprzę ż enie  z  aparaturą   pomiarową ,  czyli .tak  zwany  interfejs.  Badacz  korzysta na  ogół  z  wielu  programów  opracowanych  przez  programistów  systemowych.  Komputer bę dąc tu integralną   czę ś cią   stanowiska  badawczego,  może poza  gromadzeniem  i analizo- waniem  danych  nadzorować  wzglę dnie  nawet  sterować  samym  procesem  wymuszania obcią ż eń  lub przemieszczeń. Programista  systemowy Wyniki P olecen ia  rita  systemu ferowanie Odpowiedzi  systemu Komputer Dane  pomiarowe Ap ar at ur a pomiarowa Rys.  2.3. Schemat korzystania z techniki komputerowej w pracach eksperymentalnych;  system  o dział aniu bezpoś rednim (on- line) 3.  System  pomiarowy  oraz  jego  elementy  skł adowe Ukł adem  pomiarowym  okreś lany  jest  zbiór  technicznych  ś rodków,  który  to  zbiór, poprzez  odpowiedni  dobór jego  elementów  i ich  wzajemne  sprzę ż enie,  przystosowany  jest do  realizacji  okreś lonej  operacji  pomiarowej,  tzn.  do  pomiaru,  do  rejestracji,  do  prze- twarzania lub do odtwarzania  okreś lonych  wartoś ci  przebiegu  (funkcji)  [14,15]. Z dolność realizacji  okreś lonej  operacji  pomiarowej  danego  ukł adu pomiarowego  podyktowana  jest 364  K.  D R Z E W I Ń S K I,  R .  K AŁ U Ż A,  CK  M AT E J A,  K.  S K R Z YP U L E C wł asnoś ciami  zastosowanych  elementów  oraz  zależy  od  rodzaju  sprzę ż eń  mię dzy  tymi elementami, czyli  od struktury  ukł adu pomiarowego.  Elementy skł adowe ukł adu pomiaro- wego w najogólniejszym  modelu są   „czarną  skrzynką " z wejś ciami  gł ównymi X t   i wyjś ciami gł ównymi  Y t   oraz  wejś ciami  i wyjś ciami  pomocniczymi  (rys.  3.1)  [14,  15, 23, 25]. Wejś cia  i  wyjś cia  gł ówne  opisywane  są   sygnał ami  pomiarowymi,  to  jest  sygnał ami przenoszą cymi  informacje  o wielkoś ciach  mierzonych, przetwarzanych  lub  odtwarzanych (por.  [1,  14,  15,  32]). gł ówne wyjś cie t yp u  a n a lo go we go  1  I  typu  a n a lo go we go lu b  cyfrowego  < > •   lu b  cyfrowego wyjś cia  wejś cia pomocnicze R ys.  3, 1.  M o d e l  elem en t u  (system u)  p o m ia r o wego Podstawy  matematycznego  modelowania  sygnał ów  informacyjnych  oraz  urzą dzeń i  systemów  pomiarowych  omówione jest  mię dzy  innymi  w  monografiach  [14, 15]. Odpowiednio  do  dwóch  typów  informacyjnych  sygnał ów  gł ównych —  analogowych i  cyfrowych,  przenoszą cych  informacje  o  wielkoś ciach  mierzonych  (przetwarzanych  lub odtwarzanych)  rozróż nia  się   nastę pują ce  cztery  typy  przetworników  znajdują cych  zasto- sowanie  w  ukł adach  pomiarowych  [14, 23]: —  przetworniki  analogowo- analogowe  (A/ A),  przetwarzają ce  sygnał y  analogowe  w  sy- gnał y  analogowe  (np.  czujnik  pomiarowy,  wzmacniacz), —  przetworniki  cyfrowo- analogowe  (C/ A),  przetwarzają ce  sygnał y  cyfrcwe  w  sygnał y analogowe  (np. konwertory), —  przetwotniki  analogowo- cyfrowe  (A/ C), przetwarzają ce  sygnał y  analogowe  w  sygnał y cyfrowe  (np. woltomierz, omomierz  cyfrowy), —  przetworniki  cyfrowo- cyfrowe  (C/ C),  przetwarzają ce  sygnał y  cyfrowe  w  sygnał y cyfrowe  (np. translatory). W  cyfrowej  technice  pomiarów,  dogodnej  dla  maszyn  cyfrowych,  podstawową   rolę odgrywają   przetworniki  cyfrowe zwane konwertorami  typu  C/ A,  A/ C i  C/ C. Przetworniki t e  umoż liwiają   także zmechanizowanie procesu  odczytu graficznych  przebiegów  analogo- wych  uzyskiwanych  z oscylografów  lub  rejestratorów. U kł ady  pomiarowe,  systemu  pomiarowo- przetwarzają cego,  którego  schemat  przed- stawiono  n a  rys.  3.2,  zestawiane  są   z  reguł y z  przyrzą dów  pomiarowych,  przetworników typu  A/ A,!  konwertorów,  komutatorów,  rejestratorów,  wzmacniaczy  oraz  ukł adów  do- pasowują cych  sygnał y,  a  wię c  translatorów  lub  interfejsów. Każ dy  cią g  systemu  pomiarowo- analizują cego  przystosowany  jest  w  zasadzie  do obsł ugi  jednego  zewnę trznego  urzą dzenia.  U kł ad  pomiarowy  w  wię kszoś ci  realizacji  jest wię c  równoległ ym  zwielokrotnieniem  ukł adów  mono  informacyjnych.  Zwielokrotnienie punktów  pomiarowych  w  tym  przypadku  wymagał oby  zwielokrotnienia  ukł adów pomia- M I N I K O M P U T E R O WE  WSP OM AG AN I E  BAD AŃ 365 rowych  a przede wszystkim  przetworników  pomiarowych  typu  A/ A,  A/ C  lub  C/ A.  Prze- tworniki  te, jak  dotychczas,  są   stosunkowo  kosztowne,  dlatego  stosuje  się  —  w  celu  lep- szego  ich  wykorzystania  — komutację   sygnał u  [13,  14,  18, 23]. Współ cześ nie  stosuje  się   dwie  odmiany  komutatorów:  stykowe  i  pół przewodnikowe. Bardziej  nowoczesne i niezawodne są  komutatory pół przewodnikowe; napotyka się  jednak Aparat  rejestrują cy ( np . ekran  ) Ap ar at  rejestrują cy ( n p . t aś ma  mag net yc zna) Wzmacniacz System  wielokrotny [  mult i pleks) Konwerter analogowo- cyfrowy Wzmacniacz M ier niki  cyfrowe Pr zelic znik  punktów pomiarowych Pomiarowe  obwody  prgdowe sygnat  pomiarowy Przetwornik  mechaniczno  elekt ryc zny ( np.  c zujnik  elektrooporowy ) I  Badany  obiekt! Rys.  3.2.  Schemat  systemu  pomiarowo- przetwarzają cego;  C R P D  —  centralna  rejestracja  i  przetwarzanie danych na  trudnoś ci  przy  budowie  komutatorów  dla  sygnał ów  o  niskich  napię ciach. Z  tego  też wzglę du  obecnie  najczę ś ciej  znajdują   rozwią zania  przedstawione  na  rysunku  3.3  [23]. Komutator  w  badaniach  wykorzystywany  może  być  również jako  przetwornik  do  za- pisu  sygnał u  analogowego  w  postaci  sygnał u  dyskretnego,  czyli  sprowadzany  może  być do  funkcji  urzą dzenia  przekształ cają cego  (dyskretyzują cego)  sygnał   pomiarowy. 13  Mech.  Teoret.  i  Stos. 3- 4/ 82 < omiia tor  pJt- Drzew Komuta tor  sty- kowy > We < 100mV M ata  szył bkość  komutacji Komuta tor  por- przew V* - Wy - Wy - Wy Duża  szybkość  komutacji - Wzmacniacz - Przetwornik  A/C R ys.  3. 3.  St o so wa n e  sp o so by  ko m u t ac ji  sygn ał u  p o m ia r o we go  [23] a) KONWERTOR TYPU A/ C np.WOLTOMIERZ V- 530 LUB V- 541 KONWERTOR TYPU  C/C np.TRANSLATOR TR- 3  LUB  TR- 4 =3 PERFORATORTAŚ MY np. DT- 105S b) KONWERTOR TYPU  A/ C (np. wo l t o m i e r z) LUB  C/ C ( n p . c zy t n i k  taś my SPTP- 3 lub CT- 1OO1 KONWERTOR TYPU  C/A {np. p rzet wornik cytrawo  analogo - wy  PCA- 1) REJESTRATOR MAGNETYCZNY f n p . RK - 2 0 2) LUB  GRAFICZNY (np. X-   y/ t  lub y/ t) MOŻ LIWOŚĆ REJESTRACJI  NA TAŚ MIE  PERFOROWANEJ W  KODZIE ASCII ,1900 LUB  OPTIMA U2ALEZNI0NA  OD TYPU  TRANSLATORA C) REJESTRATOR MAGNETYCZNY ( np . RK- 2 0 2) REJESTRATOR GRAFICZNY (np.x  y/ t  lu b  y/ ł ) d) REJESTRATOR MAGNETYCZNY n p . RK - 2 02 KONWERTOR TYPU  A  C np.woltomierz V- 5 30 KONWERTOR TYPU  C/C np .t ranslat or TR- 3  lubTR- 4 PERFORATOR TAŚ MY np.  DT- 105S ZAPIS  NA TAŚ MIE  PAPIE RO - WEJ  Z  REJESTRA - TORA y / t ,  x- y/t l u b  OSCYLOGRAFU CZYTNIK ZAPISÓW ANALOGOWYCH np. rę czny CTA- 1 l u b  samosledzqcy ACCO- 115 ZAPIS NA  TAŚ M IE PERFOROWANEJ R ys.  3.4.  P rzykł adowe  rozwią zania  koń cówek  pomiarowo- rejestrują cych  stosowanych  w  badaniach typu off- line [366] M I N I K O M P U T E R O WE  WSP OM AG AN I E  BAD AŃ 367 Szerszego  omówienia  wymagają   urzą dzenia  umoż liwiają ce  pomiar, jak  i zapis  sygnał u pomiarowego  w  postaci  dogodnej  dla  maszyny  cyfrowej  oraz  prowadzą cego  badania. Urzą dzenia  te, jak  przetworniki  pomiarowe  (mierniki,  rejestratory  graficzne  wzglę dnie magnetyczne) lub konwertory  (woltomierze cyfrowe,  omomierze cyfrowe,  czytniki  zapisów analogowych,  czę stoś ciomierze  i  fazomierze  cyfrowe  wzglę dnie  translatory)  umoż liwiają przez  odpowiednie  poł ą czenie budowanie koń cówek pomiarowo- rejestrują cych,  znajdują - cych zastosowanie w badaniach typu off- line.  Przykł adowe realizacje  niektórych  koń cówek, moż liwe  do  uzyskania  na  bazie  krajowej  aparatury  przedstawiono  na  rys.  3.4.  U kł ad przedstawiony  na rys.  3.4a, wyposaż ony  w translator TR- 3, umoż liwia  rejestrację   wyników pomiarów  na  taś mie  perforowanej  w  kodzie  Optima lub  ASCII  dogodnym  odpowiednio do Odry  1204 lub minikomputerów SM- 3 i SM- 4. U kł ad ten przy zastosowaniu  translatora TR- 4  umoż liwia  uzyskanie  rejestracji  wyników  pomiarów  w  kodzie  ASCII  lub  1900  do- godnym  do  minikomputerów  SM- 3  i  SM- 4  oraz  komputera  Odra  1305,  pracują cego w  kodzie  1900.  U kł ad  ten  moż na  stosować  również  do  cyfrowego  pomiaru  rezystancji, czyli  sprowadzić  do funkcji  omomierza  cyfrowego  poprzez  dodanie  dodatkowego  ukł adu v\   postaci  wzmacniacza  operacyjnego  z  oporowym  sprzę ż eniem  zwrotnym  (rys.  3.5). przy u o d =const. Rys.  3.5.  Schemat  strukturalny  wzmacniacza  dodatkowego,  stosowanego  przy  pomiarze  rezystancji woltomierzem  cyfrowym Ukł ady  przedstawione  na  rys.  3.4b,  c,  d, i  e  umoż liwiają   realizację   nastę pują cych  zmian postaci  zarejestrowanego  sygnał u  pomiarowego: —  odtworzenie  zapisu  na taś mie perforowanej  w  postaci  przebiegu  graficznego  —  ukł ad z rys.  3.4b, —  zapis  sygnał u  dyskretnego  w postaci  analogowej  na taś mie magnetycznej  lub  w  postaci graficznej  —  ukł ad  z rys.  3.4b, —  przekształ cenie w postać graf iczną  sygnał u zapisanego na rejestratorze magnetycznym  — ukł ad z rys.  3.4c,  , —  zapisanie na taś mie perforowanej sygnał u zarejestrowanego  na taś mie magnetofonowej  — ukł ad z rys.  3.4d, —  zapisanie  na  taś mie perforowanej  oscylogramu wzglę dnie  graficzny  przebieg —  ukł ad z rys.  3.4e. Moż liwy  do  zastosowania  w  ukł adzie  z  rys.  3.4e  czytnik  zapisów  analogowych  (rę czny CTA- 1  lub  satnoś ledzą cy  ACCQ- 15)  omówiony  jest  mię dzy  innymi  w  pracach  [11,  24 27]. 13* 368 K.  D R Z E WI Ń SKI,  R.  KAŁ U Ż A,  O.  M ATEJA,  K.  SKRZYPU LEC 4.  Systemy  pomiarowe  typu  off- line  stosowane  w  badaniach  własnych 4.1.  Układ  przelą czają co- rejestrują cy.  U kł ad  ten,  którego  schemat  blokowy  przedstawiono n a  rys. 4.1, zastosowano  do pomiaru  rozkł adu  pola  temperatury  w  powł okowej  chł odni kominowej  [31]. W skł ad ukł adu wchodzi  osiem 30 punktowych  komutatorów mechanicz- nych,  blok  sterują cy  oraz  koń cówka  rejestrują ca  skł adają ca  się  z woltomierza  cyfrowego V53O,  dzielnika  napię cia,  translatora  TR- 3, perforatora  taś my  DT- 105-S i  bloku  sterują - cego  (rys.  4.1). KOMUTATORY  PRZEŁĄ CZAJĄ CE  30  PUNKTOWE KOŃ CÓWKA REJESTRUJĄ CA TRANSLATOR TR  3 PERFORATORI DT105S  | \ ODCZYTY:  7 TAŚ MA  / PERFOROWANA/ Rys.  4.1. Schemat blokowy  aparatury zastosowanej  do pomiaru  (rejestracji)  temperatury w powł oce chł odni kominowej 4.2.  Układ  tensometryczny. Posiadane  trzy  standardowe  ukł ady  pomiarowe  skł adają ce się  z automatycznego  mostka  tensometrycznego TSA- 63  oraz czterech 25- cio punktowych skrzynek  przeł ą czają cych  produkcji  M IKROTECH N A  przystosowano  do  współ pracy z  automatem  organizacyjnym  OPTIMA- 528,  (rys. 4.2). Zastosowany  tu  ukł ad  sprzę ga- ją cy  wyposaż ono  w nadajnik  oraz  odbiornik.  U moż liwia  to przesył ać informacje  pomia- rowe  drogą   ł ą cznoś ci przewodowej  od stanowiska  badawczego  do automatu  organizacyj- nego  OPTIM A- 528,  umieszczonego  w  bezpoś rednim  są siedztwie  minikomputera SM- 3. Zastosowane  poł ą czenie pomiarowego  zestawu  tensometrycznego  z  automatem  orga- nizacyjnym  OPTIMA- 528 umoż liwia  prowadzenie  badań  w trybie  off- line  z komputerem Odra  1204 oraz minikomputerami SM- 3 i SM- 4. Realizację  współ pracy z minikomputerami SM- 3 i  SM- 4 umoż liwia  opracowany  program  tł umaczą cy informacje  zapisaną   w  kodzie OP TIM A  n a kod ASCII. c PS- 63 I TSA- 63 PS- 63 PS- 63 PS- 63 JL OPTIMA S28 R ys.  4.2. Schemat  blokowy  ukł adu tensometrycznego  TSA- 63  poł ą czonego z automatem  organizacyjnym Optima- 528 M I N I K O M P U T E R O WE  WSP OM AG AN I E  BAD AŃ 369 4.3.  Układ  pomiarowo- rejestrują cy  wykonany  na  bazie  bloków  P- 226  i  P- 227. U kł ad  t en  Stosowa- ny  obecnie  w  badan iach  m odelowych  wykon an y  został   n a  bazie  bloków  przeł ą czają cych P- 227,  bloku  sterują cego  P- 226  produkowan ych  przez  M E R AT R O N I K  o raz  z  ko ń có wki rejestrują cej.  U kł ad  t en ,  (rys.  4.3),  rejestrują cy  wyniki  pom iarów  n a  taś m ie  perforowan ej z  szybkoś cią   10- ciu  pom iarów  n a  sekundę   przystosowan o  również  d o  bezpoś redn iej współ pracy  z  m in ikom puterem  SM - 3.  Przy  współ pracy  z  m in ikom pu t erem ,  realizowan ej w  trybie  on- line,  stosowan a  jest  m aksym aln a  szybkość  rejestracji  u kł ad u ,  wyn oszą ca 100  pom iarów  n a  sekundę . U kł ad  ten  szczegół owo  om ówion y jest  w  pracy  [3]. Bloki  przetaczają ce  typu  P- 227 =  o Q  a. Ukfad  rozszerzajgcy do  200 lub 400 pkt. pomiarowych V- 530 TR- 3 DT- 105 S Rys.  4.3.  Schemat  blokowy  ukł adu  pomiarowo- rejestrują cego 4.4  Aparatura  strunowa  PAS.  Ap arat u ra  strun owa  P AS  p ro d u ko wan a  jest  przez  Z a kł a d Aparatury  N aukowej  U niwersytetu  Jagielloń skiego  w  wersji  cyfrowej  i  an alogowej.  D o - stę pne  są   m ierniki  an alogowe  SAM - 10  oraz  cyfrowe  SM C- 10  (SM C- 2) p rzyst o so wan e  d o zdalnych  autom atyczn ych  pom iarów  czę stotliwoś ci  drgań  strun  dziesię ciu  czujn ików podł ą czonych  do  m iern ika  z  chwilową   rejestracją   wskazań  i  stał ą   rejestracją   n a  t aś m ie perforowanej. Schemat  blokowy  aparatury  strunowej  P AS  przedstawion o  n a  rys.  4.4.  M iern iki SAM - 10  i SM C- 10 współ pracować  mogą   z  czujnikami  d o  p o m ia r u :  odkształ ceń ,  t em p era- tury,  przemieszczeń,  ciś nienia  (parcia)  oraz  odchyleń  ką towych. M iern ik  cyfrowy  SM C- 10 przystosowan y  jest  d o  współ pracy  z  d ru karką   t aś my  perfo- rowanej  D T- 105S,  czyli  również  do  poś redniej  współ pracy  z  ko m p u t erem .  Szczegół owe dan e  techniczne  m iern ika  SAM - 10  i  SM C- 10  ja k  i  czujników  pom iarowych  p o d a n e  są mię dzy  innymi  w  pracy  [30"]. 370 K.  D R Z EWI Ń SKI,  R.  KAŁ U Ż A,  O.  MATEJA,  K.  SKRZYPU LEC mu r t f T T 1  J 111  II iriri — •   1 '  li 3  jJJ 5  J 1 fi j. 10 9 i 8   3 * j[ 7 EMC I I 8 r~ —i i j Rys.  4.4.  Schemat  blokowy  strunowej  aparatury  cyfrowej;  1 —  kom utator,  2 — sterowanie  rę czne,  3 — sterowan ie  autom atyczne,  4—wska ź n ik  numeracji  czujników,  5—wzm acn iacz  ukł adu  pomiarowego, 6 —  czasomierz liczą cy,  7,  8 — uktad rejestrują cy,  9 —  czytnik,  10 — EM C 5.  Systemy  pomiarowe  typu  on- line —  kanał y  procesowe Kanał   procesowy  uzyskuje  się   poprzez sprzę ż enie ukł adu pomiarowego  z komputerem. Poł ą czenia  te realizowane  są   za pomocą   urzą dzenia ł ą cznoś ci, czyli  urzą dzenia  (interfejsy) dopasowują ce  sygnał y  pomię dzy  magistralą   komputera a  magistralą   ukł adu  pomiarowego (rys.  5.1). Interfejsy  stosowane  w  ukł adach  pomiarowych  oraz  w  systemach  komputerowych oparte  są   najczę ś ciej  n a  standardach:  U N IBU S,  CAMAC,  IEC, PI, V24,  IEC,  Sil.  Za- sady  ich organizacji  omówione są   pracach  [23,  25]. M agistrala  komputera JL[ Jednostka —g ujg c g M agistrala  zestawu  kontrolno- pomioi: j > Rys.  5.1. Schemat realizacji  poł ą czenia ukł adu  pomiarowego z  komputerem U rzą dzenia  ł ą cznoś ci  umoż liwiają   korespondencję   pomię dzy  magistralami  komputera oraz  doł ą czonymi zewnę trznymi  urzą dzeniami  (rys.  3.2). U rzą dzenia sprzę gają ce  komputer z  obiektem  muszą   zatem,  ogólnie  biorą c,  speł niać  nastę pują ce  zadania,  [23]: —  izolować  zestaw  komputerowy  od zakł óceń i uszkodzeń  mogą cych  wystą pić  w obiekcie lub  w  sieci  przewodów, —  dopasowywać  poziomy  napię ciowe  i  energetyczne  wystę pują ce  na  obiekcie  do  wystę - pują cych  w  zestawie  komputerowym, —  dopasowywać  chwile  czasowe  wystę powania  sygnał ów  na obiekcie  do chwil  czasowych przetwarzania  sygnał ów  w zestawie  komputerowym  (tzw.  pamię ci  buforowe), M I N I K O M P U T E R O WE  WSP OM AG AN I E  BAD AŃ 371 —  przetwarzać  postać  sygnał ów  (np. analogowe  w  cyfrowe,  kodowane  liczbą   sygnał ów na  kodowane  liczbami  dwójkowymi  itd.). W zależ noś ci  od sposobu  realizacji,  kanał y procesowe  podzielić moż na na  nastę pują ce trzy  grupy,  [23]: —  kanał   procesowy  opracowany  dla  okreś lonego  komputera  lub  rodziny  komputerów, —  kanał   procesowy  typu  uniwersalnego  ł ą czony  z  komputerem  przy  uż yciu  jednostek sprzę gają cych, —  unikalny  kanał   procesowy  zaprojektowany  i  wykonany  przez  uż ytkownika. Kanał y  procesowe  pierwszej  grupy  dostarczone  są   razem  z  komputerem jako  jedno z  urzą dzeń zewnę trznych. Kanał  taki  charakteryzuje  się   kompleksowoś cią,  kompletnoś cią oraz dobrymi parametrami technicznymi i eksploatacyjnymi.  D o grupy  tej  zaliczyć należy kanał y procesowe produkcji  ZSRR  [28, 29], przystosowane  do współ pracy z minikompu- terami:  M- 6000,  M- 7000, SM- 1, SM- 2, SM- 3 i SM- 4. D o grupy  drugiej  zaliczyć  moż na: krajową   aparaturę   standardu  CAMAC  [23],  system  mikrokomputerowy  MERA- 60, czy.też  kanał   automatyki  IN TELD LIG IT —  P I  [23].  N a  podkreś lenie  zasł uguje  fakt, że wszystkie minikomputery rodziny SM  mogą  być wyposaż one  w urzą dzenie  sprzę gają ce, umoż liwiają ce  współ pracę  z krajową   aparaturą  standardu CAMAC. Konkretną   realizację   kanał u  procesowego  OD RA  1325- SMA  wdroż onego  na  bazie komputera Odra 1325 i Systemu Moduł owej Automatyki  SMA w Laboratorium D ynamiki Instytutu  Materiał oznawstwa  i  Mechaniki  Technicznej  Politechniki  Wrocł awskiej  omó- wiono mię dzy innymi w  pracy  [4]. Schemat tego  ukł adu przedstawiono n a  rys.  5.2. I  JEDNOSTKA i  CENTRALNA ODRV  1325 JC MODUŁ STEROWANIA KANAtEM PRZEMYSŁOWYM M SKP MODUŁ PULPITU TECHNICZNEGO MPT MODUfc ZEGARA CYFROWEGO MZG INTERFACE  SMA  TYPU  SlAL Blok  wejść  an a- logowych  szybkich BWA  1 Blok  wejść analo- gowych  wolnych BWA  3 Blok  wejść  a n a - logowych  szybkich BWA  2 Blok  wejść  c yf r o- wych przerywrajqcych BWCP Blok  wejść  cyfro- wych statycznych BWCS Blok  wyjść cyfrowych BWC Blok  wejść licznikowych .  BWL Pulpit  ekspery- mentatora PE Rys.  5.2. Schemat blokowy zestawu SM A- Odra 1325 372 K.  D R Z E WI Ń SKI  R .  KAŁU Ż A  O.  MATEJA  K.  SKRZYPU LEC MERA  AOO KANAŁ  Pl / blok  sprzę ż enia/ — , r" v STEROW- NIK KASETY KASETA MAGISTRALA  KASETY PAKIET WEJŚ Ć 10" WY PAKIET WYJŚ CIO- I OBWÓD DOPASO- WUJĄ CY -   oddzielenie g alwanic zne - _ztqcz_e j) b ie k t o we_ Sy g n a N  Pl LZESTAW  Pl _  _{ _ ZASILACZ OBIEKTOWY I OBWÓD DOPASO- WUJĄ CY I • I- Lin ie  przesyVowe Syg nat y  obiekł owe OBIEKT PRZETWORNIK POMIAROWY ELEM ENT WYK O- NAWCZY R ys.  5.3.  Schemat  blokowy  zestawu  MERA- 400- PI Z  krajowej  aparatury  n a uwagę   zasł ugują   również urzą dzenia peryferyjne  standardu P l, mogą ce  współ pracować mię dzy innymi z komputerami MERA- 400  oraz OD RA  1325. Schemat  blokowy  kanał u  procesowego  zestawionego  na standardzie  IN TELD LIG IT- PI przedstawiono n a rys.  5.3. Zestaw  P l, stanowią cy  dla komputera jedno urzą dzenie wejś cia- wyjś cia,  obejmuje:  jeden  blok  sprzę gają cy  i od 1 do 16 kaset  ze  sterownikami kaset. Ma- ksymalna pojemność  zestawu  P l  wynosi  256 stanowisk  adresowanych. Przykł adową   organizację   sprzę ż enia  kanał u  procesowego  z minikomputerem  rodziny SM   (SM- 2) przedstawiono na rys. 5.4. Podstawowymi  blokami,  przedstawionego  na rys. 5.4, kanał u  procesowego  o  inter- fejsie  2K są   [28, 29]: —  ukł ad sterują cy  kanał ami wejś cia —  wyjś cia, —-  kan ał  bezpoś redniego  dostę pu do pamię ci, —  multipleksowy  kanał   wejś cia/ wyjś cia, —  przetwornik  analogowo- cyfrowy  typu A612- 10 lub  A612- 11. Kan ał   ten charakteryzuje  się  nastę pują cymi  parametrami  eksploatacyjnymi: maksymalna  liczba  podł ą czeń  urzą dzeń  zewnę trznych  1764 — przy  dwustopniowej adresacji  oraz  56 — przy  adresacji jednostopniowej, —  zakres  pomiarowy  ±  10 V i  ±  5  V, —  rozdzielczość 2 "1 1 , —  czas przetwarzania d o  lOjzs, M I N I K O M P U T E R O WE  WSP OM AG AN I E  BAD AŃ 373 r~ PAO KM   1 ? M f t K M Jdoi 1   r •"  d o  A KBD KM ^ - KBD PAO Y KM M IdóYl :>rocesc S M 2 r K M do  nastę pnych kompletów SM1  ,  SM2 do  nastę pnych kompletów  SM 1  lub SM 2 PAO- p a m i ęć  o p er ac yjn a  32k  stów KM  -   komutator  systemu  obsrugujqcy  urzadz.  standardowe  systemu KBD  -   kana?  bezpoś redniego  dostę pu  do  pamię ci US  —  uk t ad  wej- / wyj- O/N  -   ukł ady  od b ior c zo- nad awc ze  stosowane  w  systemie  gdzie urzgdz.  kanał u  sq  oddalone  od  czes'ci  c e n t r al n e j  systemu —  monitorM P D C PD UR UP UK — p erf orat or —  d r u k a r k a —  czytnik pamięć  dyskowa — urzgdzenia  rozszerzają ce  ilo ść  p o d uc zanyc h  urzą dzeń  p e r yf e r yj n yc h urzą dzenia  p er yf er yjn e — komparator A/C  —p r zet wor nik  a na log .- cyfrowy K B -   komutator  bezkontaktowy C/A  — p rzet wornik  cyfr.  analogowy WC  — wejś c ie  cyfrowe UC  — ukt ad  sterowania  cyfrowego Rys.  5.4.  Kanał   procesowy  zrealizowany  na  bazie  minikomputera  SM- 2  oraz  urzą dzeń  peryferyjnych SM - l.SM -2 —  czas komutacji  komutatora A611- 10 —  100p.s, —  czas komutacji  komutatora A612- 11 — 4 (j.s. Konfigurację   kompletowanego  w  Laboratorium, przez  autorów,  kanał u  procesowego na  bazie  minikomputerów  SM- 3 i  SM- 4 oraz urzą dzeń  peryferyjnych  SM- 1 i  SM- 2  (por. IZQT5 0 3 ff—' OZM 180 5M 5300 WTA2000 WTA2000 SM5305 SM6202 EPO  SM OSZ  SM - 4 r i i •   I  Procesor! 1  I  ISM  ?iral J  i OSZ  SM - 3 c 2 k USS  0SZ/ 2k A723- - 5 /2 A 723 - 5 /2 Pomieć operacyjna ozu A b l o k i t yp u SM3102 lub 2 bloki SM  3101 Pr o c eso j- ' OZU I EU I c 2 k . 1_ DP A 491- - 3M DP' A  491- - 3M T USS  0 5 Z/ 2 k 8  bloków t yp u  A 611- 15 Perforator czytn ik 5M- 6204 Wideoton I b loków RI M - 1 A 714  - 5 /1 _L W  komutatorów typ A  612- 11 RIM - 2 A 7 U  -   5/ 2 11 komutatorów t yp A  612- 11 6 bloków typ A  613- 3 R I M - 1 A  7 1 4 -   5/ 1 14 komufatorow typ A 612- 10 3 x A  613- 11 3 xA  613- 11 f ™  3TA6T3T1  " j RIM- 2 A  714 -   5/2 11 komutatorów typ  A 612- 10 _ __JJ '̂- W  W- JJ  i pierwszy  wariant  wspótpracy —  drugi  wariant  wspólrpracydrugi  wariant  wspolrpracy Ryś.  5.5.  Kanał   procesowy  zrealizowany  na  bazie  minikomputerów  SM- 3 i  SM- 4 oraz  urzą dzeń  peryferyjnych  SM - 1,  SM- 2 M I N I K O M P U T E R O WE  WSP O M AG AN I E  BAD AŃ   375 rys.  5.4) przedstawiono  na rys.  5.5.  Kanał  ten  skł adał  się   z minikomputerów  SM- 3 i SM- 4 sprzę ż onych  mię dzy  sobą   poprzez  dwustronny  rejestr  D P  typu  A491- 3M.  Współ praca minikomputera  SM- 4 jak  i  SM- 3 z  urzą dzeniami  peryferyjnymi  SM- 1 i SM- 2 zapewniona bę dzie  poprzez  interfejs  zrealizowany  w  postaci  bloku  ł ą czą cego interfejs  OSZ  i  2K  typu USSOSZ/ 2K,  [28].  Minikomputer  SM- 4 wchodzą cy  w  skł ad  kanał u  procesowego  wypo- saż ony bę dzie ponadto  w: procesor SM2104, pamię ć operacyjną   SM3102, pamię ć dyskową SM5402  (2xI20T1370),  pamię ć  taś mową   SM5301  (2xI 20T503),  drukarki  znakowo- mozaikowej  DZM180- SM63O0, wideoterminda  WTA2000,  drukarki  wierszowej  SM6305, urzą dzenia  wyjś cia,  wejś cia  taś my  perforowanej  SM- 6202,  grafoskopu  EPG - SM   oraz bloku  rozszerzają cego  system  BRS. Kanał   procesowy  skompletowany  na  bazie  urzą dzeń  peryferyjnych  SM- 1  i  SM- 2 skł ada  się   z  dwustronnego  rejestru  D P  A491- 3M,  urzą dzeń  rozszerzają cych  ilość  podł ą - czonych urzą dzeń peryferyjnych  RIM- A714 w skł adzie RIM- 1  typu  A714- 5/1 oraz RIM- 2 typu  A714- 5/ 2, moduł ów wewną trzsystemowej  ł ą cznoś ci  MSW  A723- 5/ 2,  moduł ów  prze- tworników  analogowo- cyfrowych  A611- 19, moduł ów przetworników  analogowo- cyfrowych porównują cych  A- 611- 20,  komutatorów  bezstykowych  typu A612- 10 i A612- 11,  moduł ów podł ą czenia  pomiarowych  urzą dzeń  cyfrowych  A611- 15,  moduł ów  wejś cia- wyjś cia  sy- gnał ów  dyskretnych  A641- 12,  moduł ów wybierania  i  zapamię tywania  A613- 3,  moduł ów galwanicznego  rozł ą czenia A622- 9,  moduł ów normalizacji  i filtracji  A613- 11 oraz moduł ów sygnał ów  kontrolnych typu  IS- 1 oraz IS- 2. Typowym  przykł adem  uniwersalnego  kanał u  procesowego  jest  aparatura  standardu CAMAC  [23]. Dzię ki jej  uniwersalnoś ci  znalazł a one duże rozpowszechnienie  w  róż nego rodzaju  systemach  stosowanych  w  pracach  eksperymentalnych.  U kł ad  ten  wyposaż ony w  interfejs  SM- 3- CAMAC  typu  106A  może  być  bezpoś rednio  poł ą czony  z  magistralą minikomputera  SM- 3.  Interfejs  ten  umoż liwia  ł ań cuchowe  podł ą czenie  czterech  kaset do  magistrali  komputera  (rys.  5.6).  Interfejs  SM- 3  CAMAC  jest  specjalizowanym  kon- trolerem  przeznaczonym  do  sterowania  kasetami  CAMAC  z  minikomputera  SM- 3 w  re- ż imie  pracy  programowej,  zapewniają cym  dwukierunkową   wymianę   informacji  mię dzy minikomputerem  a systemem  CAMAC. Rys.  5.6.  Schemat zestawu  wielokasetowego  CAM AC  przystosowanego  do  współ pracy z minikomputerem i SM - 3, SM - 4; A —blo k  sterują cy 376 K.  D R Z EWI Ń SKI,  R.  KAŁU Ż A,  O.  MATEJA,  K.  SKRZYPU LEC Kompletowany  w  naszym  laboratorium  kanał   procesowy  skł adają cy  się   z  czterech kaset  CAM AC  sprzę ż onych  z  minikomputerem SM- 3  charakteryzuje  się   nastę pują cymi parametram i  eksploatacyjnymi: —  liczba  moż liwych  podł ą czeń  — 600, —  zakresy  pomiarowe  ±  50 mV,  ±   100  mV,  ±  500 mV,  ± 1 V,  ±  5 V,  ±  10 V, —  rozdzielność —  2~ X[, —  czas  przetwarzania —•  20 ms, —  czas  komutacji  do  100 H z. Szczegół owe informacje  na  temat  organizacji  jak  i  konstrukcji  systemu  CAMAC podane są   mię dzy  innymi w opracowaniach  [23] N a rys. 5.7 pokazano schemat transmisji danych stosowanej  przy poś rednim podł ą czeniu ukł adu  pomiarowego  z  komputerem.  Przesył anie  danych  cyfrowych  realizowane  może być  jedno  wzglę dnie  wieloprzewodowymi  liniami  typu  telefonicznego  wzglę dnie  drogą radiową .  Zagadnienie realizacji  sieci telekomunikacyjnej  do obsł ugi komputerów obszernie omówione  jest  w  monografii  [1]. a) b) uk f j d  pomiarcwy ( n a d a j q c y ) 01100101 O  11101101 Kod równo^* - *' ^^s ze r e o o w v Modem Ukl'ad  pomiarowy In aaajq c y) *[]> Kod  r ó w n j ; ^ ' ^- " s ze r e g o wy nad ajnik radiowy • ••   0110010111101101  • •   • l i n i a  przewodowa l i n i a  r ad i o wa j  ~  -   - X_ Uk ł ad  o d b io r c zy informacji • <>  11101101 01100101 * * ^Kod r ó wno - szeregowy  ^ N * ^ Modem Ukrad  odbiorc zy in f o r m ac ji odbiornik r a d i o w y ^^^* ^Kod  równa- R ys.  5.7.  Szeregowe  przesył anie danych cyfrowych;  a) przewodowe,  b)  bezprzewodowe 6.  System  pomiarowy  typu  on- line  stosowany  w  pracach własnych Bę dą cy  do naszej  dyspozycji  kanał   procesowy  uzyskano  poprzez  podł ą czenie do mini- kom putera  SM- 3 ukł adu pomiarowego  typu  ESD- 31 produkcji  N R D .  Schemat  blokowy ukł adu  pomiarowego  przedstawiono  na  rys.  6.1.  N a  rys.  6.2  przedstawiono  natomiast schemat  blokowy  poś redniego  oraz  bezpoś redniego  podł ą czenia  ukł adu  ESDM- 31  do minikomputera  SM- 3. Zastosowane tu urzą dzenia ł ą cznoś ci wykonane został y we własnym zakresie  n a  bazie  translatorów  TR- 3  i  TR- 4.  Szczegół owy  opis  realizacji  zastosowanego poł ą czenia  SM- 3 ESDM- 31  omówiono w  pracy [2]. Wykonany  kanał   procesowy  charakteryzują   nastę pują ce  parametry  eksploatacyjne: —  maksymalna  liczba  podł ą czeń  urzą dzeń zewnę trznych  100, 200 lub 400, —  zakres  pomiarowy:  ±  0,2  V,  ±  2 V,  ±  20 V,  ±  200  V,  ±  1 kV, —  rozdzielność  od  1 V  do  100 nV  stosownie  do zakresu. M I N I K O M P U T E R O WE  WSP O M AG AN I E  BAD AŃ 377 / ' " M I- ' N* .L1 PEŁNY  ZESTAW  SYSTEMU  ESDM  3] ON- LINE Svjnsierujqce Rys.  6.1.  Schemat  blokowy  systemu  pomiarowo- informacyjnego  ESD M- 31  oraz  kanał u  procesowego zrealizowanego  na bazie minikomputera PRS- 4000 lub  KRS- 4100  i  ukł adu  ESD M - 31 a ] ESDM- 3 I L TR- 31 TR- V - U S M - 3 b) ESDM- - 31  I  / ) N 0 ,  N SM- 3 N—nadajnik  O- odbiornik  U- u k f ad  dopasowujgcy Rys.  6.2.  Kanał   procesowy  ESDM- 31- SM-3  przy  bezpoś rednim  (a) oraz  poś rednim  (b) sprze.zan.iu  z mini- komputerem  SM- 3 lub SM- 4 —  czas przetwarzania 80 ms, —  czas komutacji  100 H z. Ukł ad pomiarowy  ESDM- 31 ma moż liwość  bezpoś redniego jak  i  poś redniego poł ą czenia z  minikomputerem PRS4000  lub  KRS4100  produkcji  N R D   (por.  rys.  6.1).  U kł ad  ten w ramach prac wł asnych przystosowano do współ pracy z minikomputerem  SM- 3 i  SM- 4. Poł ą czenie to, o dwukierunkowym przesył aniu informacji  stwarza  moż liwość zastosowania 378 K.  D RZ EWIŃ SKI,  R.  KAŁ U Ż A,  O.  MATCJA,  K.  SKRZYPU LEC w  peł ni  skomputeryzowanego  procesu  badań  modelowych, tzn. poza zbieraniem  i opraco- wywaniem  wyników  pomiarów,  pozwala  także  sterować  odpowiednio  skonstruowanym ukł adem  obcią ż ają cym.  Poś rednie  poł ą czenie zrealizowano  jako  poł ą czenie  przewodowe oraz  radiowe,  wykorzystują c  posiadane  radiotelefony.  Aktualnie  opracowywany  jest wielokanał owy  ukł ad  do radiowego  przesył u  informacji. 7.  Przykł ady  zastosowań  komputera  SM- 3  w  badaniach  własnych 7.1.  P om iar  rozkł adu  temperatury  w  powł oce  ż elbetowej  hiperboloidalnej  chł odni  kominowej. Badania  te  przeprowadzono  w  latach  1974 -  79. Pomiarom poddano powł okę  hiperboloi- dalnej  chł odni  kominowej  w  Elektrowni  Rybnik.  D o  pomiaru  temperatury  powł oki  za- stosowano  termistory  N TC  110  rozmieszczają c  je  na  5- ciu  poziomach  wzdł uż  8- miu  po- ł udników.  W  każ dym  punkcie pomiarowym  zastosowano  po  5 termistorów równomiernie rozmieszczonych  po  gruboś ci  powł oki. Badania  przeprowadzono  trybem  off- line  stosują c ukł ad  przeł ą czają co- rejestrują cy,  skompletowany  w  wł asnym  zakresie  (por.  rys.  4.1). Obszerne  omówienie  realizacji  jak  i  wyników  tych  badań  przedstawiono  w  pracy  [31], Autor  w  ramach  badań  opracował   kompleksowy  system  programów  na  komputer  do opracowywania  wyników  badań  oraz  do - ustalania  prognozy  rozkł adu temperatury  w po- wł oce  chł odni  kominowej,  poł oż onej  w dowolnym  miejscu,  w  okreś lonym  dniu roku oraz w  okreś lonej  godzinie  doby.  U zyskane  wyniki  wykorzystane  są   w  analizie  statycznej nowo  realizowanych  obiektów  a  pozyskane  doś wiadczenia  przy  planowaniu  komplekso- wych  badań  wieloprzewodowego  komina  oraz  chł odni  kominowej  Elektrowni  Opole. 7.2.  Badania modelowe statecznoś ci  powłok hiperboidalnych  chłodni kominowych. Badania  te pro- wadzone  są   w  trybie  off- line  na  dwukrzywiznowych  modelach  wykonanych  z  ż ywicy epoksydowej  przy  zastosowaniu  uprzednio  omówionych  ukł adów  pomiarowych  (por. rys.  4.2,  4.3  i  6.1).  Schemat  zastosowanego  stanowiska  badawczego  przedstawiono  na rys.  7.1. M odele  powł oki,  o  ujemnej  krzywiź nie  G AUSSA,  poddane  są   obcią ż eniom  osiowo- symetrycznym.  Obcią ż enia  te realizowane  są   wywoł anym  podciś nieniem oraz siłą  pionową 1  - 2  - 3  - 4  - 5  - 6  - 7  - 8  - konstrukc ja  ramowa silfownik ukfad  sprę ż ynowy model przewody zbiornik  wyrównawczy pompa  próż niowa uktad  utrzymują cy  zadane  podciś nienie = Łyte n R ys.  7.1. Schemat stanowiska badawczego;  1 —  konstrukcja  ramowa,  2 —  sił ownik,  3 —  ukł ad sprę ż ynowy, 4  —  m odel,  5 —  przewody,  6 • — zbiornik  wyrównawczy,  7 —  pompa  próż niowa,  8 —  ukł ad  utrzymują cy zadane  podciś nienie MIN IKOMPU TEROWI;  WSPOMAGANIE  BADAŃ   379. przył oż oną   do  brzegów  modelu.  N iektóre z  uzyskanych  wyników  badań  omówione  zo- stał y  mię dzy  innymi w pracach  [16, 17]. Zasadniczym  celem  tych  badań jest  okreś lenie  dolnych  obcią ż eń  krytycznych.  Badania realizowane  są   również  na  modelach  hiperboloidy  jednopowł okowej  o  powł oce gł adkiej, wzmocnionej  uż ebrowaniem  oraz  wykonanej  w wersji  powł oki  trójwarstwowej,  to  znaczy powł oki  skł adają cej  się   z zewnę trznego  oraz wewnę trznego  pł aszcza poł ą czonego ż ebrami. U zyskane dotychczas wyniki  badań  utwierdził y  nas  w  koniecznoś ci  peł nej  ich  kompu- teryzacji  jako  że  aktualnie  stosowanie  techniki  badań  w  zdecydowany  sposób  wpł ywają na  wielkość  obcią ż eń  krytycznych.  Uzyskiwane  sił y  krytyczne,  posiadają ce  z  reguł y  za- wyż one wartoś ci, zdaniem autorów osią gać  mogą  inny charakter w przypadku  zastosowania sterowanego  obcią ż enia  (uniezależ nionego  od  stanu  deformacji  badanego  modelu)  czyli obcią ż enia  nadą ż ają cego  za  deformują cym  się   modelem.  Z tego  też  wzglę du  prowadzone są   obecnie prace zwią zane  z realizacją   wymienionych  badań  wedł ug trybu  on- line. W tym celu  wykonywany  jest  ukł ad  sterują cy  systemem  obcią ż ają cym  model.  W  skł ad  ukł adu wchodzą   sterowany  zawór  do wywoł ywania  podciś nienia  oraz  sterowany  sił ownik  do pio- nowego  obcią ż enia modelu. U kł ad  ten charakteryzuje  się   tym, że umoż liwia  utrzymywanie stał ego oddział ywania na model w  trakcie jego  deformacji. 7.3. Badania  komina Elektrowni  Opole.  Badania  te  prowadzone  są   w  skali  modelowej, w  trybie  off- line  oraz  w  naturze  w  trybie  on- line.  Zasadniczym  celem  tych  badań  jest ustalenie  rzeczywistych,  zmiennych  w  czasie  obcią ż eń  od  wiatru,  dział ają cych  n a  obiekt jak  też  odpowiedzi  obiektu  na  te  oddział ywania.  W  trakcie  badań  prowadzone  bę dą   po- miary  profilu  prę dkoś ci  oraz  rozkł adu  ciś nienia  wiatru  na  badany  obiekt.  Prowadzony bę dzie także jednoczesny  pomiar  odkształ ceń,  przemieszczeń  oraz rozkł adu pola tempera- tury. Odkształ cenia mierzone bę dą  w zbrojeniu jak,i  betonie a cał oś cią  pomiarów  sterować bę dzie  minikomputer na podstawie  analizy  wyników  pomiarów  prę dkoś ci  wiatru  uzyski- wanych  z  anenometru. Anenometr ten  speł niał   bę dzie wię c funkcję   tak  zwanego  czujnika próbkują cego.  W  badaniach  tych  wykorzystywana  jest  aparatura  omówiona  w  punkcie 6 niniejszego  opracowania,  oraz  kanał  procesowy  CAMAC  sprzę ż ony  z minikomputerem SM- 3.  Komin Elektrowni  Opole  o wysokoś ci  250  m i  ś rednicy  24  m wyposaż ono  zatem w  czujniki  do  pomiaru:  temperatury,  odkształ ceń, przemieszczeń  oraz  ciś nienia  wiatru- Jako  przetworniki  pomiarowe  zastosowano  tu  termistory,  tensometry  pół przewodnikowe czujniki  strunowe oraz czujniki  do pomiaru ciś nienia wł asnej konstrukcji. Łą cznie na obiek- cie  zamontowano  600  przetworników  pomiarowych  rozmieszczonych  wzdł uż  12- tu  po- ł udników. Wyniki pomiarów przesył ane bę dą  drogą   przewodową   lub radiową   do minikom- putera  SM- 3 lub  SM- 4 usytuowanego  w laboratorium. Podję cie  kompleksowych  badań  komina  Elektrowni  Opole  podyktowane  został o- mię dzy  innymi  prototypowoś cią   obiektu, jego  bliskoś cią   (kilkanaś cie  km  od  Opola)  oraz dużą   ś rednicą   trzonu, istnieje  moż liwość  uzyskania  wyników  dla  duż ych  liczb  Reynoldsa. 8.  Wnioski  i  zakoń czenie W  produkowanej  obecnie  aparaturze  pomiarowej  dominują cą   rolę   odgrywa  technika cyfrowa. Technika ta pozwala  przystosować  (poł ą czyć) aparaturę  do współ pracy  z  kompu- terem  stał a się  moż liwa  dzię ki: 380  K.  DRZEWiftsKi,  R.  KAŁ U Ż A,  O.  M ATEJA,  K.  SKRZYPU LEC —  automatyzacji  procesu  pomiarowego, —  automatyzacji  przetwarzania i opracowywania  informacji  pomiarowych, —  przystosowaniu  ukł adów pomiarowych  do współ pracy z innymi urzą dzeniami, a zwł asz- cza z ukł adami automatycznej kontroli i regulacji  procesów, •— wprowadzenia  komputera  jako  nadrzę dnej jednostki  kontroli  i regulacji  procesu  po- miarowego, —  wprowadzeniu  urzą dzeń  ł ą cznoś ci  przystosowanych  do przesył ania, informacji  cyfro- wych.  / Wprowadzanie  nowych  technik  pomiarowych  do prac  eksperymentalnych  napotyka jedn ak  na szereg  utrudnień  natury  obiektywnej.  Wymienić  tu należy  przede  wszystkim braki  aparaturowe  na rynku,  tradycyjność  w podejmowanych  metodach badawczych, nie- znaczne  angaż owanie  specjalistów  elektroników  w zespoł ach  badawczych. U trudnienia  te  moż liwe  są   do przezwycię ż enia,  wzglę dnie  ich zł agodzenia,  jedynie n a  drodze tworzenia  wyspecjalizowanych  zespoł ów badawczych, w skł ad których wchodzić bę dą   specjaliś ci  elektronicy.  Obecność  ich w  zespoł ach  badawczych  przyczyni  się   do tworzenia  indywidualnej,  specjalizowanej  aparatury  naukowo- badawczej,  przystosowanej do  podejmowanych  problemów  badawczych, a nie odwrotnie. N a  podkreś lenie zasł uguje  także fakt,  że wprowadzenie  do  badań specjalizowanej  apa- ratury  pomiarowej  sprzę ż onej  z minikomputerem, poza  przyspieszeniem  samych  badań, stwarza  nowe  moż liwoś ci  w samym  procesie  badawczym, jak i opracowywaniu  wyników pomiarów. Literatura  cytowana  w tekś cie 1.  N .  ABRAM SON ,  F . F .  K U O ,  Sieci  telekomunikacyjne  komputerów,  WN T, Warszawa,  1978. 2.  W.  AN TOSZ AK, K.  D R Z E WI Ń SK I , .R.  KAŁ U Ż A,  K.  SKRZYPU LEC, System pomiarowo- analizują cy ESDM- 31- SM- 3,  Zeszyty  N aukowe  WSI w Opolu — (praca  w druku). 3.  W.  AN TOSZ AK,  K,  D RZ EWIŃ SKI, R.  KAŁU Ż A,  K.  SKRZYPU LEC,  Ukł ad pomiarowo- rejestrują cy  wykonany na  bazie  bloków  P- 226, P- 227  oraz  koń cówki  rejestrują cej V- 530  i  DT I05S,  Zeszyty  N aukowe  WSI w  Opolu —  (praca  w druku). 4.  K.  BARANOWSKr,  J. D Z I K I E WI C Z ,  M .  SZATA,  System  ODRA  1325- SMA  w laboratorium badawczym, V  Konferencja  N aukowa  na  temat  M etody  Komputerowe  w  M echanice  Konstrukcji,  Karpacz— Wrocł aw,  6 - 9 maja  1981. 5.  A.  BEKEYG ,  W. J.  KARP LU S,  Obliczenia hybrydowe,  WN T,  W- wa 1976. 6.  J.  BE N AT,  A. G ,  PIERSOL,  Metody  analizy  i pomiaru  sygnał ów  losowych, PWN ,  Warszawa, 1976. 7.  R .  CIESIELSKI,  O  badaniach  doś wiadczalnych  zrealizowanych konstrukcji  inż ynierskich,  M ateriał y po- konferencyjne  z  Konferencji  „ M etody  doś wiadczalnych  badań  wł asnoś ci  mechanicznych  zrealizowa- n ych  kon strukcji",  Kraków—Janowice,  1977. 8.  R.  CIESIELSKI,  Eksperymentalne  badania konstrukcji,  R aport  podstawowy  w Sekcji  VI I I , I I Kongresu N au ki  Polskiej,  Wyd.  P o i. Krakowskiej,  Zeszyt  1, Kraków,  1973. 9.  R.  CIESIELSKI,  W.  Z IOBROŃ ,  Stan  i perspektywy  rozwojowe  konstrukcji  inż ynierskich, mostowych i hydro- technicznych,  Referat  zbiorczy  Podsekcji  1, Sekcji  VIII na I I  Kongres  N auki Polskiej,  M ateriał y  Kon- gresowe  T .  VI I I , Wyd.  P AN , Warszawa,  1973.  •   * 10.  C.  EIM ER,  Z .  WASZCZYSZYN ,  Kierunki  rozwoju teorii Konstrukcji  inż ynierskich,  Inż ynieria  i  Budownic- two,  2,  1973. MIN IKOMPU TEROWE  WSPOMAG AN E  BADAŃ   381 11.  A.  DOMAG AŁA,  Przystosowanie  rejestratora  kompensacyjnego  typu  EKB  do  Siedzenia zapisów, P omiary Automatyka  Kontrola, Zesz. 4,  1975. 12.  E. J.  F ILIN OW, U . P.  CJEMIK, Programnoje obespjeczjenije  UW K  SM- 3,  Pribory i sistjemy  uprawljenija, 1977, n r  10. 13.  H , H OSSD ORF, Statyka  modelowa,  Arkady,  Warszawa,  1975. 14.  J.  JAWORSKI,  Matematyczne  podstawy metrologii,  WN T, W- wa,  1979. 15.  M. KRAU SS, E. G . WOSCH N I,  Systemy pomiarowo- informacyjne,  P WN ,  Warszawa, 1979. 16.  O.  MATEJA,  R.  KAŁU Ż A,  A.  LAN OOSZ,  Doś wiadczalna  analiza  statecznoś ci powł oki  chł odni kominowej, XXVI  Konferencja  N aukowa  KILiW  P AN  i K N  PZiTB w Krynicy,  Wrocł aw—Krynica,  1980. 17.  O.  MATEJA,  R.  KAŁU Ż A,  A.  LAN G OSZ,  Doś wiadczalna  analiza  statecznoś ci powł oki  chł odni kominowej, Archiwum  Inż ynierii  Lą dowej  XXVII,  z.  2/ 81 18.  M ateriał y z Konferencji  N aukowo- Technicznej  pt. „ Kom puterowa Technika P om iarowa",  zorganizo- wanej  przez  Oddz.  Warszawski  Elektroniki  i Telekomunikacji  SEP,  Warszawa,  1978. 19.  M ateriał y  z  Konferencji  N aukowo- Technicznej  pt. „ D oś wiadczenia  z  wdroż enia  komputerowych systemów  sterowania  procesami  przemysł owymi"  zorganizowanej  przez  SliT  P rzem .  H utniczego w  Polsce, Katowice, paź dziernik,  1976. 20.  M.  M AZ U R ,  Cybernetyka i charakter, P AN , Warszawa,  1976. 21.  B. N .  N AU M OW,  Mież dunarodnaja  sistema mał ych EW M,  P ribory  i  sistemy  uprawljenija  1977,  n r  10 22.  N . B.  N AU M OW,  A.  N .  KABALJEWSKIJ,  J. N .  G Ł U C H OW,  M . A.  OSTROWSKIJ,  Uprawljajuszczij  wy- czislitjelnyj kompleks  SM- 4,  Pribory  i  sistjemy  uprawljenija,  1979,  n r  3. 23.  H .  ORŁOWSKI,  Komputerowe  ukł ady automatyki,  WN T, Warszawa,  1980. 24.  W.  ORZECH OWSKI, W.  TR AP P ,  Czytnik  taś m z przetwarzaniem na zapis cyfrowy, Sympozjum  „ Kom pu- teryzacja  badań  doś wiadczalnych  w mechanice  konstrukcji",  Opole,  24 -  26  listopada  1977. 25.  R.  S.  OŻ AROWSKI,  S.  KORN ACKI,  Minikomputery  w pracach  eksperymentalnych,  WN T,  Warszawa, 1980. 26.  B. I. ROSTOKIN , Operacjonnyje sistemy realnego  wsjemjeni UW K  SM- 3 i SM- 4, P ribory  i sistemy  uprawl- jenia  1977, n r  12. 27.  M .  D AD KOWSKI,  A.  SZU BERT,  Czytnik  oscylogramów typ ACCO- 115,  IV Konferencja  N aukowo- Techniczna w  I nst. Lotnictwa, Warszawa  10 - 12  listopada  1976. 28.  S. I .  SAMARSKU,  Organizacija  effektiwnych  sistjem uprawljenija  na bazie  UWK  SM- 3  i  SM- 4  s  ispoł zo- wanijem  periferii  UW K- M- 6000, M- 7000,  SM- 1,  SM- 2,  P ribory  i  sistjemy  uprawljenija  1980,  n r  12. 29.  A.  J.  SOKOŁÓW,  E.  W . K E S Z E K ,  Principy postrojenija srjedstw swjazi s  objektom  UW K  SM- 3,  P ribory i  sistjemy  uprawljenija  1977,  nr 11. 30.  Z.  Ś N IAD KOWSKI, Zastosowanie metod tensometrii elektrooporowej do pomiarów wielkoś ci  mechanicznych w budownictwie,  P race  naukowe  Instytutu Techniki Budowlanej,  seria  M onografie,  Wyd.  I T B,  W- wa 1978. 31.  L.  TARCZYŃ SKI,  Analiza  rozkł adu temperatury w powł oce ż elbetowej hiperboloidalnej  chł odni kominowej, R aport  n r  PRE- 38/ 80  Instytutu  Inż. Lą d.  Poi.  Wrocł awskiej,  Wrocł aw,  1980. 32.  C.  WEITZMAN ,  Systemy  minikomputerowe — struktura  i  zastosowanie, WNT,  Warszawa,  1979. P  e 3  K)  M e nPH M EH EH H E  MH H H KOMniOTEPA  B  SKCnEPH MEH TAJIBH BIX  OIIBITAX B MEXAHKKE B  p a So ie  noi