Автономные регистраторы

Автономные регистраторы - устройства для измерения и записи физических параметров, не требующие постоянного обслуживания.

Общая информация

Измерение параметров физических величин применяется не только в науке, технике, производстве всевозможной продукции, но и в повседневной жизни человека. Измеряемыми параметрами являются как электрические (напряжение, ток и т.д), так и неэлектрические (температура, влажность и пр.). Преобразователем измеряемого параметра в параметр, понятный человеку или механизму является датчик (англ. – sensor). Как правило, недостаточно знать мгновенное значение параметра. Требуется его регистрация за определённый промежуток времени с последующим анализом его изменений во времени.

Для выполнения этой задачи постоянно разрабатывались и совершенствовались устройства – регистраторы. Самый известный способ записи и сохранения текущих значений параметров (регистрации) – запись на ленточные (рулонные) или дисковые бумажные носители. С появлением компьютерной техники всё больше стали применяться магнитные носители. Во многих областях техники магнитные носители стали успешно заменяться достижением микроэлектроники – микросхемами памяти «флэш» ЭСППЗУ (англ. – EEPROM) - электрически стираемое перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство).

Применение микросхем ЭСППЗУ и достижения КМОП технологии в микроэлектронике позволили изготовителям разрабатывать миниатюрные регистраторы. Такие регистраторы не требуют обслуживания, считывание данных можно выполнять в программируемые промежутки времени (час, сутки, месяц, год – по выбору). Замена собственного питания (батарейки) так же требуются редко – в зависимости от выбранного режима регистрации данных.

Поскольку процесс измерения и регистрации данных происходит автоматически, такие регистраторы стали называться «Автономные регистраторы».

Терминология

Кроме термина Автономные регистраторы в литературе применяются термины даталоггер, логгер, logger (англ.), data logger (раздельно, англ.), datalogger (слитно, англ.), Datenlogger (нем.). Наиболее распространёнными терминами стали логгер (рус.) и logger (англ.).

Области применения

Как утверждают некоторые сайты, первые логгеры были разработаны целенаправленно для метеостанций. Поначалу логгеры измеряли самые важные параметры климата давление, температуру, влажность. Устанавливались логгеры на необслуживаемых метеостанциях. Современные логгеры могут встраиваться в зонды и имеют расширенный диапазон измеряемых параметров (например: давление, освещенность, шум, температура, влажность, скорость потоков воздуха, уровень содержания газов в воздухе и многое другое).

Другая немаловажная область применения логгеров - контроль климатических условий в хранилищах книг (библиотеки), документов (архивы), картин (музеи) и пр.

Кроме метеослужб и хранилищ логгеры применяют:

- зернохранилища;

- склады и хранилища продуктов;

- транспортные компании;

- в медицине и зоологии;

- для контроля теплового состояния судовых дизелей.

Области применения логгеров постоянно расширяются. Например, есть логгеры GPS, которые фиксируют перемещение объекта с установленным на нём таким логгером.

Конструкции логгеров

Конструкции логгеров зависят от решаемых задач и комплектации. Самые миниатюрные логгеры серии iButton (Information Button - "таблетка с информацией"). Они имеют корпус в виде плоского дискового аккумулятора с толщиной 5,89 мм и диаметром по внешней кромке 17,35 мм. Недостатком «таблеток» является то, что для считывания с них данных требуется специальный считыватель для переноса считанных данных на компьютер, небольшая память и одноразовость. Батарея села - выбрасывай логгер. Ещё плохо то, что никогда не знаешь, когда она сядет. Покупатель может купить логгер с уже севшей батареей. Достоинство – в миниатюрности и абсолютно герметичном корпусе. Их можно крепить к нужным точкам механизмов или даже вшивать под кожу животных.

Самые большие логгеры имеют дисплеи типа компьютерного – этим и определяются габариты. Недостаток – габариты, достоинство – визуальное отображение динамики изменения параметра во времени.

Между этими двумя типами располагаются самые различные конструкции, но всех их объединяет одно – для анализа динамики параметра или просмотра данных в графическом виде данные нужно переместить на компьютер. Самые максимальные возможности самостоятельного анализа измеряемого параметра таких конструкций – контроль экстремумов измеряемого параметра с индикацией или звуковой сигнализацией его отклонения.

В какой-то мере наличие у логгера разъёма USB для непосредственного подключения в USB порт компьютера повлияло на конструкцию логгеров. Довольно  распространённым типом логгеров стала конструкция, внешне похожая на «флэшку». К таким логгерам прилагаются специальные кронштейны для закрепления логгера к поверхности в зоне измерения параметров.

По отношению к датчикам есть логгеры с встроенными одним или несколькими датчиками, есть только с внешними датчиками (одно- или многоканальные), есть комбинированные – как с встроенными, так и с внешними датчиками. Логгеры с встроенными датчиками позволяют сделать его конструкцию компактной и удобной в обращении. Внешние датчики просто необходимы в тех случаях, когда точка измерения параметра и место нахождения логгера по каким-то причинам должны быть разнесены. Например, при измерениях температур, неприемлемых для конструкции самого логгера.

Наличие индикации (светодиод, или цифровой индикатор, или дисплей) влияют на габариты и потребление энергии.

Изготовители логгеров

Тематике логгеров посвящены не только научные статьи и курсовые проекты, но и рекомендации по изготовлению логгеров самостоятельно (как Российские сайты, так и зарубежные).

Изготовлением логгеров занимаются зарубежные и Российские компании.

Зарубежные

Список зарубежных изготовителей логгеров: CEM, DATAQ Instruments, Dostmann electronic, Ebro Electronic, Ellab, Extech Instruments, Gemini Data Loggers, Geokon, GlobalSat Technology Corporation, Gann, Huato Electronic Co., Ltd, Kestrel, KIMO, KELLER, Lufft, MadgeTech, National Instruments, Navixy, OMEGA, Onset, ROTRONIC, Testo, VAISALA, Voltcraft, ZOGLAB.

Отечественные

ГК «Грант», НПО «Вакууммаш», НПФ «КонтрАвт», ООО «ТЕХНО-АС», ПО «ОВЕН»,  НПК «РЭЛСИБ», ЧАО «ТЭРА».

Технические параметры логгеров

Основными техническими параметрами являются диапазон измеряемого параметра и погрешность его измерения (точность измерения). Анализ доступной документации показывает, что наилучших результатов достигают логгеры с внешними датчиками. Потребности в точности измерений довольно широкие. Например, для метеостанций в некоторых случаях требуются прецизионные логгеры, обеспечивающие точность измерений не ниже ±0,1°С. А в соответствии с ГОСТ 7.50-2002 в помещениях для хранения документов необходимо постоянно поддерживать температуру воздуха (18±2)°С, ОВВ - (55±5)%.

Самым распространённым измеряемым параметром является температура. Из декларируемых отечественными производителями значений погрешности измерений наилучшие результаты у логгера АРТ-02 (ГК «Грант», Уфа). Его значения погрешности измерений ±0,15^оС, а при индивидуальной калибровке внешних датчиков ±0,05^оС. Это уже приближается к прецизионным моделям.

Другой производитель (Рэлсиб) предлагает логгер EClerk-M-2PT с декларируемой погрешностью измерений ±0,2^оС.

У остальных отечественных производителей значений погрешности измерений лежат в пределах ±0,5^оС.

Ещё одним важным техническим параметром является объём внутренней памяти логгера. От него зависит (при прочих равных условиях, например, период отсчёта) время автономности работы логгера.

Примеры логгеров с наибольшим объемом памяти:

См. также

• Видеорегистратор