Київський національний університет імені Тараса Шевченка 1. Вступ

Скачать презентацию Київський національний університет імені Тараса Шевченка 1. Вступ Скачать презентацию Київський національний університет імені Тараса Шевченка 1. Вступ

36710-av-01.ppt

  • Количество слайдов: 49

>Київський національний університет  імені Тараса Шевченка 1. Вступ М.Кононов © 2009  E-mail: Київський національний університет імені Тараса Шевченка 1. Вступ М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Засоби автоматизації вимірювань М. Кононов

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 2  Загальні питання вимірювання   М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 2 Загальні питання вимірювання - зміна стану матеріальної системи в просторі і часі Фізичний процес Характеризується зміною в часі багатовимір-ної інтенсивності

>Результатом вимірювання є кількісна характеристика у вигляді іменованого числа.  М.Кононов © 2009 Результатом вимірювання є кількісна характеристика у вигляді іменованого числа. М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 3 Вимірювання - це знаходження значення фізичної величини дослідним шляхом за допомогою спеціальних технічних засобів Отримати інформацію про стан дослід-жуваної системи дозволяє вимірювання Загальні питання вимірювання

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 4  Базові поняття М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 4 Базові поняття

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 5  Базові поняття Спробуємо визначитись, що таке М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 5 Базові поняття Спробуємо визначитись, що таке автоматизація вимірювань і для чого вона потрібна Потребу у вимірюваннях викликає: - Дослідження - Контроль виробничих функцій - Діагностика

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 6  Базові поняття Види наукових досліджень:  М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 6 Базові поняття Види наукових досліджень:  Фундаментальне дослідження, зроблене головним чином, щоб виробляти нові знання незалежно від перспектив вживання  Прикладне дослідження

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 7  Базові поняття Наукове дослідження Дослідження передбачає М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 7 Базові поняття Наукове дослідження Дослідження передбачає з’ясування закономірностей зміни стану досліджуваного об’єкту

>Структура наукового дослідження  М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 8  Базові поняття Структура наукового дослідження М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 8 Базові поняття Накопичення емпіричних знань Вибір наближень Вибір моделі Аналітичне чи числове розв’язання

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 9  Контроль виробничих функцій зводиться до вимірювання М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 9 Контроль виробничих функцій зводиться до вимірювання параметрів об’єктів техноло-гічного процесу, виробничого устаткування та та керування цим устаткуванням Базові поняття

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 10  Базові поняття М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 10 Базові поняття

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 11   Досліджувана  система  М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 11 Досліджувана система Базові поняття Спостереження Отримання даних про досліджувану систему

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 12  Базові поняття Експеримент Отримання даних про М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 12 Базові поняття Експеримент Отримання даних про досліджувану систему

>Базові поняття Експериментом називається дослідження явища в керованих умовах М.Кононов © 2009  E-mail: Базові поняття Експериментом називається дослідження явища в керованих умовах М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 13 Відрізняється від спостереження наявністю активної взаємодії з об’єктом, що досліджується

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 14  Базові поняття Експеримент  є отриманням М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 14 Базові поняття Експеримент є отриманням інформації про стан і поведінку досліджуваної системи

>Базові поняття М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 15  Інформація   Базові поняття М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 15 Інформація - це універсальна властивість матерії, що є поширенням у просторі та часі вмісту об'єктів (явищ) дійсності за допомогою об'єктивно існуючих носіїв різної природи Інформація - відомості про стан системи, які можуть існувати незалежно від системи

>Властивості інформації :  об’єктивність  повнота  достовірність  доступність  актуальність М.Кононов Властивості інформації :  об’єктивність  повнота  достовірність  доступність  актуальність М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 16 Базові поняття  цінність.

>Базові поняття М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 17  Сигнал – матеріальний носій Базові поняття М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 17 Сигнал – матеріальний носій інформації, довільна фізична величина, що змінюється в часі (та/або в просторі) Інформація не може бути передана, прийнята або збережена в чистому вигляді. Носієм її є повідомлення. Таким чином, інформація не існує сама по собі, а лише через використання носія

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 18  Базові поняття Зазвичай вимірювання є досить М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 18 Базові поняття Зазвичай вимірювання є досить складним процесом, який включає у себе велику кількість рутинних операцій Автоматизація ? Аналоговими чи цифровими засобами ?

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 19  Автоматизація   – застосування саморегульо-ваних М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 19 Автоматизація – застосування саморегульо-ваних технічних засобів, економіко-математичних методів і систем керування, що звільняють людину від участі в процесах Базові поняття Автоматизація Автомат – пристрій (або сукупність пристро-їв), що виконує певні передбачені дії без безпосередньої участі людини, наприклад за заданою програмою

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 20  Структура курсу М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 20 Структура курсу

>Предметом курсу є:  застосування цифрових інформаційних технологій в сучасній науці  метрологія та Предметом курсу є:  застосування цифрових інформаційних технологій в сучасній науці  метрологія та методологія експеримен-тальних досліджень  особливості архітектури автоматизова-них систем накопичення і обробки експе-риментальної інформації М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 21  основи програмування та відладки авто-матизованих експериментальних систем Структура курсу

>Складові:  Лекційна частина М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 22   Практикум Складові:  Лекційна частина М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 22  Практикум  Самостійна робота студентів Структура курсу

>Склад лекційного курсу  М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 23  Структура курсу Склад лекційного курсу М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 23 Структура курсу ftp://ftp.univ.kiev.ua/.incoming/.av/

>Рекомендована література  Основна: М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 24  Структура курсу Рекомендована література Основна: М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 24 Структура курсу

>Додаткова: М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 25  Рекомендована література  Структура курсу Додаткова: М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 25 Рекомендована література Структура курсу

>http://ru.wikipedia.org/wiki    М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 26  http://www.google.com.ua/ Рекомендована http://ru.wikipedia.org/wiki М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 26 http://www.google.com.ua/ Рекомендована література Структура курсу Додаткова:

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 27  Склад лабораторного курсу  Структура курсу М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 27 Склад лабораторного курсу Структура курсу

>Практикум: М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 28  Структура курсу Практикум: М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 28 Структура курсу

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua Модульна система на прикладі CAMAC 29 М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Модульна система на прикладі CAMAC 29

>Практикум: М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 30  Структура курсу Практикум: М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 30 Структура курсу

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 31  Базові поняття + М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 31 Базові поняття +

>Життя біологічного організму як фізичний процес  М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 32 Життя біологічного організму як фізичний процес М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 32 Базові поняття Фізичний процес - зміна стану матеріальної системи в просторі і часі Діагностика (в медицині) - наука про методи розпізнавання захворювань або розпізна-вання внутрішнього стану організму за сукупністю зовнішніх ознак

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 33  Базові поняття В будь-якій природознавчій галузі М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 33 Базові поняття В будь-якій природознавчій галузі отримання емпіричних даних так чи інакше пов’язано з вимірюванням фізичних величин, тобто з фізичним експериментом Функціонування живого організму базується на певну сукупність фізичних та біохімічних процесів

>Значення фізичних методів досліджень в інших галузях науки і техніки М.Кононов © 2009 Значення фізичних методів досліджень в інших галузях науки і техніки М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 34 Базові поняття

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 35  Базові поняття Основні види вимірювань, необхідних М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 35 Базові поняття Основні види вимірювань, необхідних у біології та медицині:  Вимірювання статичних (точніше - квазістатичних) і динамічних параметрів  Вимірювання безпосередніх параметрів системи: розподіл температури або тепло-вого випромінювання, мікрострумів і провідності тканин  Непрямі вимірювання параметрів системи: Застосування акустичних досліджень (най-більш суб’єктивні результати в сучасній медицині), ЯМР, емісійна томографія  Дослідження хімічного складу (усі види спектроскопії, хроматографія) Застосування фізичних вимірювань і математичного моделювання в біології і хімії

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 36  Базові поняття Застосування ресурсоємної математичної обробки М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 36 Базові поняття Застосування ресурсоємної математичної обробки на основі результатів вимірювань:  Складні методи постобробки діагнос-тичних даних (хромосомний та клітинний аналіз, суміщення розподілів різних величин, прогностичний аналіз) Застосування фізичних вимірювань і математичного моделювання в біології і хімії

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 37  Базові поняття Тенденції розвитку:  Розширення М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 37 Базові поняття Тенденції розвитку:  Розширення шляхів одержання інфор-мації: застосування магнітометрії, пасивне спостереження за електромагнітним випромінюванням (см і мм діапазонів), активна локація біологічних об’єктів електромагнітним випромінюванням  Ускладнення методів одержання інфор-мації та постобробки (наприклад, в інтроскопії ) Застосування фізичних вимірювань і математичного моделювання в біології і хімії

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 38  Базові поняття Інтроскопія — (лат. intro М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 38 Базові поняття Інтроскопія — (лат. intro — усередині) неруйнівне (неінвазивне) дослідження внутрішньої структури об'єкту і процесів, що протікають у ньому, за допомогою звукових хвиль, електромагнітного випромінювання різних діапазонів, постійного і змінного електромагнітного поля і потоків елементарних часток Застосування фізичних вимірювань і математичного моделювання в біології і хімії

> Багатопотокове одержання інформації, одержання дво- і тривимірних структур даних, наявність складних внутрішніх зв’язків  Багатопотокове одержання інформації, одержання дво- і тривимірних структур даних, наявність складних внутрішніх зв’язків в одержаній сукупності інформації М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 39 Базові поняття Пробеми фізичного експерименту у біології та медицині :  Неповний характер одержаної інформації, компроміс між кількістю інформації і часом обстеження Застосування фізичних вимірювань і математичного моделювання в біології і хімії  Потреба мінімізації шкідливого впливу  Складність об’єктивної обробки  Робота із слабкими сигналами, проблема захисту від впливу зовнішніх факторів, складність одержання похибок вимірювань

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 40  Базові поняття  Спостереження надшвидких і М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 40 Базові поняття  Спостереження надшвидких і край повільних процесів Головні причини необхідності автоматизації фізичного експерименту:  необхідність застосування саморегульо-ваних систем  повторення великої кількості однотипних спостережень, одночасна робота з великою кількістю вхідних параметрів  необхідність позбутись суб’єктивності спостерігача  неможливість перебування дослідника поруч з досліджуваним об’єктом

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 41  Базові поняття Накопичення експериментальних даних є М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 41 Базові поняття Накопичення експериментальних даних є однією з найскладніших експериментальних задач на сучасному етапі

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 42  Співвідношення аналогових та цифрових засобів вимірювання М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 42 Співвідношення аналогових та цифрових засобів вимірювання

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 43  Аналогові та цифрові засоби М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 43 Аналогові та цифрові засоби

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua Алгоритм послідовного дискретного обчислювального пристрою виступає як замінник М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] Алгоритм послідовного дискретного обчислювального пристрою виступає як замінник внутрішньої будови аналогового пристрою Аналогові та цифрові засоби F*L1/L0 F*L1/L0  отримати (ввести) F  отримати (ввести) L1  розрахувати k=L1 /L0  розрахувати F*k 44

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 45  Порівняння аналогового та цифрового підходів автоматизації М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 45 Порівняння аналогового та цифрового підходів автоматизації Аналогові та цифрові засоби

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua 46  Порівняння аналогового та цифрового підходів автоматизації М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 46 Порівняння аналогового та цифрового підходів автоматизації Аналогові та цифрові засоби

>М.Кононов © 2009  E-mail: mvk@univ.kiev.ua  Цифрові прилади  контролери Сучасні засоби автоматизації М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected]  Цифрові прилади  контролери Сучасні засоби автоматизації фізичного експерименту  Модульні вимірювальні системи  Модулі для комп’ютерів 47 Аналогові та цифрові засоби

>Резюме  Фізичний експеримент є фундаментом дослідження    у   будь-якій Резюме  Фізичний експеримент є фундаментом дослідження у будь-якій природничій галузі  Сучасна наука пов’язана з потребою суттєвого ускладнення методів отримання даних  Сучасні наукові дослідження вимагають активного залучення комп’ютерних технологій як на етапі отримання даних, так і їх обробки М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 48

>Завдання на самостійне опрацювання   Опрацювання матеріалів лекції. Основи метрології [2-С.6-12,19-25] М.Кононов © Завдання на самостійне опрацювання  Опрацювання матеріалів лекції. Основи метрології [2-С.6-12,19-25] М.Кононов © 2009 E-mail: [email protected] 49