Лабораторная работа №1 Анализ предметной области (объекта моделирования), разработка сценария ее развития, документирования бизнес-процессов (на основе sadt) и выделения функций для автоматизации



Сторінка9/9
Дата конвертації13.08.2021
Розмір0.6 Mb.
#17413
ТипЛабораторная работа
1   2   3   4   5   6   7   8   9
Лаба 1
Методы представления информации
Различают следующие варианты представления информации: вербальная форма (текст, речь), символическая (знаки, формулы), графическая (схемы, графики), предметно-образная (макеты, вещественные модели, фильмы и др.).

Различают два вида текстов: на естественном языке («природном», обыденном) и научном языке. Любое представление результатов исследования по сути своей является текстом «смешанного» вида, где в естественноречевую структуру включены «куски», сформулированные на строго понятийном языке. Эти языки нельзя строго разграничить, ибо все время происходит взаимопроникновение житейского и научного: научные термины входят в повседневное обращение, а наука черпает из естественного языка слова для обозначения вновь открытых сторон реальности.Главное требование к научному тексту – последовательность и логичность изложения. Автор должен по возможности не загружать текст избыточной информацией, но может использовать метафоры, примеры и «лирические отступления» для того, чтобы привлечь внимание к особо значимому для понимания сути звену рассуждений. Научный текст, в отличие от литературного текста или повседневной речи, очень клиширован – в нем преобладают устойчивые структуры и обороты. 

Следующая форма описания результатов –  геометрическая. Геометрические (пространственно-образные) описания являются традиционным способом кодирования научной информации. Поскольку геометрическое описание дополняет и поясняет текст, оно «привязано» к языковому описанию. Геометрическое описание наглядно. Оно позволяет одновременно представить систему отношений между отдельными переменными, исследуемыми в эксперименте. Информационная емкость геометрического описания очень велика.

Вариантом отображения информации, переходным от графического к аналитическому, являются в первую очередь графики, представляющие функциональную зависимость признаков. Собственно говоря, полигон распределения – это и есть отображение зависимости частоты встречаемости признака от его величины.

Идеальный вариант завершения экспериментального исследования – обнаружение функциональной связи независимой и зависимой переменных, которую можно описать аналитически.

Условно выделим два различных по содержанию типа графиков: 1) отображающие зависимость изменения параметров во времени; 2) отображающие связь независимой и зависимой переменных (или любых двух других переменных). 

2 Сценарий развития предметной области:
Для того чтобы начать работу в системе инженеру-исследователю нужно подготовить исследуемую деталь и тензорезистор с помощью которого будет проводится исследование.

Перед установкой тензорезисторов на поверхность детали необходимо выполнить ряд операций. После отбора тензорезистора производят обрезку основы на расстоянии 1-2 мм от решетки по продольным кромкам и не ближе 3-2 мм от конца решетки для петлевых и беспетлевых тензорезисторов. Для повышения стабильности тензорезисторы подвергают искусственному старению в термостате путем повторных нагревов до 325-355 К. После этих подготовительных операций производят измерение сопротивлений тензорезисторов с точностью до ±0,1 % от номинального значения с последующей сортировкой их по группам в зависимости от величины сопротивления. При этом разброс сопротивления в группе не должен превышать ±0,25% от номинала.

Место установки тензорезисторов тщательно очищают от краски, ржавчины, окалины или загрязнений с помощью абразивных средств. Чистота обработки металлической поверхности в местах размещения тензорезисторов должна соответствовать 6-7 классам. Неровности поверхности, превыщающие толщину основы, нарушают прямолинейность решетки и могут вызвать потерю чувствительности. После зачистки производят грунтовку мест наклейки тензорезисторов для получения промежуточного клеевого слоя.

Установку тензорезистов выполняют в зависимости от типа, назначения и условий испытаний следующими способами:

- наклейкой непосредственно на деталь клеями холодного отверждения, или экспресс-клеями типа креацин;

- наклейкой термореактивными клеями и лаками для высоко- и низкотемпературных тензорезисторов;

- монтажной контактной сваркой для высокотемпературных тензорезистров;

- заделкой внутрь исследуемых элементов.

После подготовки тензорезисторов и детали для исследований, выполняется закрепление тензорезисторов на детали с последующей сборкой тензометрического моста.

Далее выполняется балансировка тензометрического моста. Сигнал, который идет с тензометрического моста на АЦП нужно усилить, для этого применяется усилитель (нормализатор сигналов тензодатчиков). Для работы с усилителем его нужно подключить к напряжению(питанию), к входу подключить тензометрический мост, к выходу – систему сбора и преобразования данных(АЦП). Если усилитель включен, то на нем горит светодиод «Power», если нет, то требуется либо перезапуск, либо его ремонт.

После того как сигнал был усилен, усиленные данные передаются с нормализатора сигналов датчика на АЦП. АЦП работает после подключения его к блоку питания.

АЦП подключается к компьютеру через конвертор RS485-RS232 и шнур RS232-USB в виртуальный COM-порт. Также датчик может быть подключен через LPT порт.

После передачи данных на ПК, происходит их запись в файл с дальнейшей математической обработкой.

В результате получаем обработанные экспериментальные данные с датчиков по крученияю и сжатию.

Основные термины, используемые в предметной области «Экспериментальные исследования», приведены в глоссарии, который представлен в таблице 1.
Таблица 1 - Глоссарий предметной области




Термин

Определение

1

Деталь


изделие, являющееся частью машины, изготовленное из однородного по структуре и свойствам материала без применения каких-либо сборочных операций.

2

Внешние силы


это силы, которые действуют только на поверхность предмета(детали).

3

Тензорезистор

 резистор, сопротивление которого изменяется в зависимости от его деформации.

4

Датчик

первичный преобразователь, элемент измерительного, сигнального, регулирующего или управляющего устройства системы, преобразующий контролируемую величину в удобный для использования сигнал.

5

Двойной мост

 это схема для измерения электрических сопротивлений.

6

Порт

специализированный разъём в компьютере, предназначенный для подключения оборудования определённого типа.

7

Усилитель

элемент системы управления (или регистрации и контроля), предназначенный для усиления входного сигнала до уровня, достаточного для срабатывания исполнительного механизма (или регистрирующих элементов), за счёт энергии вспомогательного источника, или за счёт уменьшения других характеристик входного сигнала.


Продолжение таблицы 1





Термин

Определение

8


АЦП

устройство, преобразующее входной аналоговый сигнал в дискретный код (цифровой сигнал).

9

Экспериментальные

Данные


данные полученные экспериментальным путем, в результате экспериментов, наблюдений.

3 Документирование бизнес-процессов:


Работа тензодатчика основана на простых принципах механики, и если на механическую конструкцию действуют внешние силы, то она изменяет свою форму под действием этих сил. При этом в теле возникают внутренние напряжения.

Cпособ крепления тензодатчиков к исследуемой детали заключается в том, что на тензодатчики наносят клей и воздействуют на них внешним давлением, прижимающим тензодатчики к детали.

Обеспечивается минимальная чувствительность к колебаниям температуры за счет схемотехнических решений. В современных тензорезисторных датчиках используется двойной мост (мост Кельвина), что позволяет снизить ошибки нелинейности, повторяемости и гистерезиса. Определенная степень точности должна быть обеспечена при выборе места установки датчиков в конструкцию используемого измерительного устройства. Необходимо учитывать, что на точность полученной системы влияют количество датчиков, нагрузка на каждый датчик, материал самой конструкции.

Тензометрический мост является совокупностью некоторых тензорезисторов. Тензорезисторы позволяют контролировать усилие, вес, давление, перемещение, деформацию саму по себе, вибрацию. Принцип действия тензорезисторов заключается в изменении электрического сопротивления проводников и полупроводников при их механической деформации. Конструктивно современные тензорезисторы представляют собой чувствительный элемент в виде петлеобразной решетки, который крепится с подложкой с помощью клея. Чувствительные элементы обычно изготавливаются из тонкой проволоки, фольги, а также могут быть образованы напылением в вакууме полупроводниковой пленки. В качестве подложки обычно используют ткань, бумагу, пленку и др. Для присоединения чувствительного элемента в электрическую цепь в тензорезисторе имеются выводные концы или контактные площадки. На исследуемый объект тензорезисторы крепятся с помощью связующего (клея) со стороны подложки.

При использовании тензометрических мостов ( балансных и небалансных) необходимо осуществить их балансировку, что обусловливает введение в преобразовательную схему балансных устройств. Балансировка мостов постоянного тока осуществляется по активному сопротивлению. 

Исследуя предметную область «Экспериментальные исследования» выделяем бизнес процесс «Система регистрации и обработки кручения и сжатия».

Входными параметрами для бизнес-процесса «Система регистрации и обработки экспериментальных данных» являются: деталь, тензорезистор, питание моста, внешние силы, питание нормализатора, питание АЦП. Исполнителями процесса выступают: инженер-исследователь, нормализатор сигналов, АЦП, ПК. Выходными параметрами для процесса являются обработанные данные кручения и сжатия.

Процесс «Система регистрации и обработки экспериментальных данных» разделяется на подпроцессы: Закрепление тензодатчиков на деталь,Сборка тензометрического моста, Балансировка тензометрического моста, Измерение деформации, Усиление сигнала датчика, Преобразование сигнала, Запись в файл, Обработка данных кручения и сжатия.


Таблица 2 - Описание контекстной структурно-функциональной диаграммы

нулевого уровня для процесса А0 «Система регистрации и обработки экспериментальных данных»





Входные данные

Управление

Исполнитель

Выходные данные

А0



Деталь

Тензорезистор

Питание моста

Внешние силы

Питание нормализатора

Питание АЦП



Техника безопасности

Схема сборки

Схема подключения

Схема балансировки

Справочники

Инструкция по пользованию

Разрядность устройства

Правила запуска

Формат файла

Математические функции

Алгоритмы обработки


Инженер-исследователь

Нормализатор сигналов

АЦП

ПК


Обработанные

данные кручения и сжатия










Система регистрации и обработки кручения и сжатия

А0

Деталь


Тензорезистор

Питание моста

Внешние силы Обработанные данные

Питание


нормализатора кручения и сжатия

Питание АЦП






Рисунок 10 – Контекстная SADT-диаграмма нулевого уровня для процесса

«Система регистрации и обработки кручения и сжатия»

Таблица 2 – Описание структурно-функциональной диаграммы первого уровня для процесса «Система регистрации и обработки кручения и сжатие»






Наименование

Операции


Чем

Регламентируется



Входы


Выходы

Исполнитель

А1



Закрепление тензодатчика на деталь

Техника безопасности

Деталь

Тензорезистор



Параметры

тензо-


резисторов

Инженер-исследователь


А2


Сборка тензометрического

моста



Схема сборки

Схема подключения



Параметры тензо-

резисторов



Соединенный

тензометри-

ческий мост


Инженер-исследователь

А3

Балансировка тензометрического моста

Схема балансировки

Соединенный

тензометрический мост

Питание моста


Сбаланси-

рованный мост



Инженер-исследователь

А4

Измерение деформации

Справочники

Сбаланси-

ванный


мост

Внешние силы



Сигнал

Инженер-исследователь

А5


Усиление сигнала датчика

Инструкция по пользованию

Сигнал

Питание нормализатора



Усиленный

Сигнал


Инженер-исследователь

Нормализатор

сигналов


А6

Преобразование сигнала


Разрадность устройства

Правила запуска



Питание АЦП

Усиленный

Сигнал


Оцифрован-

ные данные кручения и сжатия



АЦП

Инженер-исследователь



A7


Запись в файл


Формат файла

Оцифрован-

ные данные кручения и сжатия



Данные с файла

ПК

Инженер-исследователь




А8

Обработка данных кручения и сжатия


Математические функции Алгоритмы обработки

Данные с файла

Обработанные

данные кручения и сжатия



ПК

Техника

безопасности Схема Схема


Закрепление тензодатчика на деталь

А1
Деталь Параметры сборки подключения Разбалансировка моста


Соединенный

тензометрический

мост
тензорезисторов Схема балансировки


Сборка тензометрического моста

А2
Тензо-

Балансировка

тензометрического

моста


А3
резистор

Сбалансированный

Инженер-исследователь мост

Инженер- Питание

исследователь моста

Инженер-


исследователь

Справочники Инструкция


Измерение деформации

А4
Сигнал по пользованию Разрядность Правила

Усиление сигнала датчика

А5
Усиленный устройства запуска

Преобразование сигнала

А6
сигнал

Инженер- Питание

Исследователь нормализатора

Питание АЦП

Нормализатор Инженер-

сигналов исследователь АЦП Инженер-исследователь

АЦП не запущен

Рисунок 11 - Детализирующая структурно-функциональная диаграмма первого уровня для процесса «Система регистрации и обработки кручения и сжатия» (Лист 1)


Оцифрованные данные кручения и сжатия

Формат


файла

Запись в файл


А7
Математические Алгоритмы

Данные с файла функции обработки


Обработанные данные кручения и сжатия

Обработка данных кручения и сжатия

А8


ПК Инженер-исследователь

ПК
Рисунок 11 - Детализирующая структурно-функциональная диаграмма первого уровня для процесса «Система регистрации и обработки кручения и сжатия» (Лист 2)



Вывод: получил навыки анализа предметной области (объекта моделирования), разработки сценария ее развития, документирования бизнес-процессов (на основе SADT).

Поділіться з Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9




База даних захищена авторським правом ©res.in.ua 2022
звернутися до адміністрації

    Головна сторінка