Повна лінійна шкала для вимірювальних перетворювачів інформації із використанням двох допоміжних шкал з різними одиницями квантування - Статья

ПОВНА ЛІНІЙНА ШКАЛА ДЛЯ ВИМІРЮВАЛЬНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ІНФОРМАЦІЇ ІЗ ВИКОРИСТАННЯМ ДВОХ ДОПОМІЖНИХ ШКАЛ З РІЗНИМИ ОДИНИЦЯМИ КВАНТУВАННЯРозглянуто методи утворення лінійної вимірювальної шкали, побудованої з різними кількісними та якісними характеристиками допоміжних шкал. Описано метод утворення повної лінійної шкали з двох допоміжних шкал. Формалізовано процес побудови шкали очікуваного вимірювального перетворювача. Abstract - There have been considered methods of creation of linear measuring scale, developed with different quantitative and qualitative characteristics of auxiliary scales. The scales have been compared to determine better factors which describe the quality of the ruler.Основна характерність лінійної шкали полягає у тому, що одиниця квантування між двома відмітками однакова по всій шкалі. Використовуючи шкали, побудовані на різниці значень допоміжних шкал, можна збільшити повну шкалу вимірювального перетворення, яка може перевищувати за кількістю поділок класичну у десятки, а то й у сотні разів [4]. Тобто значення, які набувають m позначок однієї лінійної шкали, почергово віднімали від значень, які набували .. позначок іншої лінійної шкали. Тому, 1 ввівши в допоміжні шкали значення нуль, права границя основної шкали набуватиме максимальної довжини 1, кількість поділок допоміжної шкали m буде рівна m 1, а шкали n - буде рівна n 1. Проте, щоби побудувати таку шкалу, потрібно затрачувати багато часу для побудови спочатку однієї шкали, перебравши (m 1)?(n 1) значень (m 1)?(n 1)-матриці, а потім -Описаний підхід надає можливість створення вимірювальної лінійки з підвищеною точністю для Технічні науки ISSN 23075732 перетворення інформації, використовуючи еквівалентний набір резисторів, порівняно з аналогічними ЦАП-АЦП. Результати, відображені в рисунках у формі графіків, підтверджують лінійність отриманих шкал. Оскільки відповідний метод давав лише часткову лінійність, було розроблено допоміжну частину для подолання цієї проблеми.

Описаний підхід надає можливість створення вимірювальної лінійки з підвищеною точністю для

108 Herald of Khmelnytskyi national university, Issue 5, 2014 (217)

Технічні науки ISSN 23075732 перетворення інформації, використовуючи еквівалентний набір резисторів, порівняно з аналогічними ЦАП-АЦП. Результати, відображені в рисунках у формі графіків, підтверджують лінійність отриманих шкал. Оскільки відповідний метод давав лише часткову лінійність, було розроблено допоміжну частину для подолання цієї проблеми. У результаті виконаної роботи встановлено, що: 1) лінійність шкали збільшується із m n або (m 2)?(n 2)?1 до m?n, тобто зберігається

4 стовідсоткова (повна) лінійність;

2) враховуючи п. 1, одиниця квантування рівна (4) і зберігається по всій шкалі;

3) кількість позначок повної лінійки збільшилась зі значення (1) до (7), це на (2) позначок більше. Розроблений алгоритм послідовного визначення поділок шкали (рис. 6) залежно від розмірів допоміжних шкал дозволяє в рази пришвидшити побудову основної шкали. На основі цього методу вимірювання планується змоделювати відповідний АЦП, а також створити діючий прототип апарату.

1. Kester W. Analog-digital conversion / W. Kester. Analog Devices, Inc. - USA. - 2004. - 1138 с.

2. Метрологічне забезпечення вимірювань і контролю : [навчальний посібник] / Є. Т. Володарський, В. В. Кухарчук, В. О. Поджаренко, Г. Б. Сердюк. - Вінниця : ВДТУ, 2001. - 219 с.

3. Гуляс О. Й. Вимірювання постійної напруги методом коінциденції / О. Й. Гуляс, О. П. Войтюк, І. В. Троцишин // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. - 2011. - № 1. - С. 89 - 93.

4. Троцишин І. В. Шляхи підвищення роздільної здатності шкали вимірювального перетворення ЦАП і АЦП / І. В. Троцишин, О. П. Войтюк, Н. І. Троцишина // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. - 2010. - № 2. - С. 236 - 242.

5. Варешко В. О. Використання допоміжної шкали для підвищення точності вимірювальних перетворювачів інформації / В. О. Варешко // Збірник наукових праць АПКТ. - Хмельницький, 2013. - С. 48 - 54.

6. Варешко В. О. Лінійна рівномірна шкала для АЦП прямого перетворення з використанням двох наборів резисторів, що відрізняються на одиницю / В. О. Варешко // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. - 2012. - № 5. - С. 217 - 221.

7. Варешко В. А. О возможности линеаризации равномерной шкалы для АЦП прямого преобразования с использованием двух наборов резисторов / В. А. Варешко // Международная научно-практическая конференция “Актуальные проблемы инженерных наук в области промышленности, экологии и охраны водных ресурсов”. - Пенза, 2012. - С. 91 - 100.

8. Троцишин І. В. Напрямки квантової теорії вимірювального перетворення фізичних величин на основі єдиної дробово-раціональної шкали вимірювань / І. В. Троцишин // Вісник Хмельницького національного університету. Технічні науки. - 2011. - № 1. - С. 196 - 201.

9. Кестер У. Проектирование систем цифровой и смешанной обработки сигналов / У. Кестер. - М. : Техносфера, 2010. - 328 с.

References

1. Kester W. Analog-digital conversion / W. Kester. Analog Devices, Inc. - USA. - 2004. - 1138 с.

2. Metrolohichne zabezpechennya vymiryuvan" i kontrolyu : [navchalnyy posibnyk] / Ye. T. Volodarskyy, V. V. Kukharchuk, V. O. Podzharenko, H. B. Serdyuk. - Vinnytsya : VDTU, 2001. - 219 p.

3. Hulyas O. Y. Vymiryuvannya postiynoyi napruhy metodom kointsydentsiyi / O. Y. Hulyas, O. P. Voytyuk, I. V. Trotsyshyn // Visnyk Khmelnyts"koho natsionalnoho universytetu. Tekhnichni nauky. - 2011. - № 1. - pp. 89 - 93.

4. Trotsyshyn I. V. Shlyakhy pidvyshchennya rozdilnoyi zdatnosti shkaly vymiryuvalnoho peretvorennya TSAP i ATSP / I. V. Trotsyshyn, O. P. Voytyuk, N. I. Trotsyshyna // Visnyk Khmelnyts"koho natsionalnoho universytetu. Tekhnichni nauky. - 2010. - № 2. - pp. 236 - 242.

5. Vareshko V. O. Vykorystannya dopomizhnoyi shkaly dlya pidvyshchennya tochnosti vymiryuvalnykh peretvoryuvachiv informatsiyi / V. O. Vareshko // Zbirnyk naukovykh prats" APKT. - Khmelnyts"kyy, 2013. - pp. 48 - 54.

6. Vareshko V. O. Liniyna rivnomirna shkala dlya ATSP pryamoho peretvorennya z vykorystannyam dvokh naboriv rezystoriv, shcho vidriznyayutsya na odynytsyu / V. O. Vareshko // Visnyk Khmelnyts"koho natsionalnoho universytetu. Tekhnichni nauky. - 2012. - № 5. - pp. 217 - 221.

7. Vareshko V. A. O vozmozhnosty lynearyzatsyy ravnomernoy shkaly dlya ATSP pryamoho preobrazovanyya s yspolzovanyem dvukh naborov rezystorov / V. A. Vareshko // Mezhdunarodnaya nauchno-praktycheskaya konferentsyya “Aktualnye problemy ynzhenernykh nauk v oblasty promyshlennosty, ekolohyy y okhrany vodnykh resursov”. - Penza, 2012. - pp. 91 - 100.

8. Trotsyshyn I. V. Napryamky kvantovoyi teoriyi vymiryuvalnoho peretvorennya fizychnykh velychyn na osnovi yedynoyi drobovo-ratsionalnoyi shkaly vymiryuvan" / I. V. Trotsyshyn // Visnyk Khmelnyts"koho natsionalnoho universytetu. Tekhnichni nauky. - 2011. - № 1. - pp. 196 - 201.

9. Kester W. Proektyrovanye system tsyfrovoy y smeshannoy obrabotky syhnalov / W. Kester. - M. : Tekhnosfera, 2010. - 328 p.

Рецензія/Peer review : 15.09.2014 р. Надрукована/Printed :1.10.2014 р. Рецензент: д.т.н., доцент В. В. Романюк

Вісник Хмельницького національного університету, №5, 2014 (217) 109