Розробка структурних методів та засобів підвищення точності вимірювальних перетворювачів для систем поелементного діагностування - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук РОЗРОБКА СТРУКТУРНИХ МЕТОДІВ ТА ЗАСОБІВ ПІДВИЩЕННЯ ТОЧНОСТІ ВИМІРЮВАЛЬНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧІВ ДЛЯ СИСТЕМ ПОЕЛЕМЕНТНОГО ДІАГНОСТУВАННЯНа сьогоднішній день випускаються системи, що засновані на структурних, по компонентних і комбінованих методах діагностування. Системи по компонентного діагностування забезпечують непошкоджуючий характер тестування, проте вірогідність їх результатів нижча, ніж у систем, заснованих на структурних методах. Серед по компонентних систем широкого застосування здобули системи по елементного діагностування, оскільки саме вони забезпечують максимальну глибину пошуку дефектів, характеризуються високою швидкодією проведення діагностичних операцій, є універсальними, мають найнижчу вартість та не потребують високої кваліфікації обслуговуючого персоналу. В останній час запропоновано підхід щодо підвищення методичної складової достовірності контролю в системах по елементного діагностування, який базується на співставленні результатів моделювань функціонування ідеалізованих блоків пристрою і тих же блоків при виміряних параметрах. Така точність залежить від точності первинного перетворювача (ПП), який є ядром будь-якої системи по елементного діагностування, оскільки дозволяє здійснити інваріантне перетворення вимірюваного параметра в уніфікований сигнал.Оскільки всі вони характеризуються досить великою різноманітністю та мають приблизно однакові метрологічні характеристики, похибки перетворення розглядаються на прикладі двох ПП обох вищезгаданих класів (тут Zx - досліджуваний двополюсник, Z1, Z2 - шунтувальні двополюсники, Z0 - взірцевий елемент, СЕК - складне електричне коло, ОП - операційний підсилювач). У другому розділі запропоновано новий метод розвязання задачі зменшення похибок перетворення ПП, що обумовлені впливом шунтування входу перетворювача, а також паралельним шунтуванням досліджуваного двополюсника іншими елементами схеми ОД. Імпеданс Zgh навантаженого КВІ між точками g і h схеми описується формулою (6), яка і доводить справедливість ідеї запропонованого методу: При використанні КВІ для нейтралізації впливу шунтування входів перетворювачів двополюсником Z1, функції перетворення ППН і ППС набувають вигляду: При використанні КВІ для нейтралізації впливу паралельного шунтування двополюсника Zi двополюсником Zш, функції перетворення ППН і ППС набувають, відповідно, такого вигляду: У роботі пропонується ще один метод, який дозволяє значно зменшити похибку, обумовлену шунтуванням входу вимірювального перетворювача. Тепер, якщо виключити адитивні похибки перетворення обох вихідних напруг і поділити одна на другу отримані напруги, мультиплікативна похибка перетворення практично виключається: Таким чином, запропонований метод є альтернативою методу заміщення, має практично такі високі метрологічні характеристики, як і останній, та вигідно відрізняється від нього відсутністю додаткового набору взірцевих елементів з відповідними елементами комутації. Кожен визначає формальний опис відповідного двополюсника Еі2 та варіант вимірювання (де Q - множина допустимих варіантів вимірювання) його параметра рі12 (під варіантом вимірювання будемо розуміти деякий набір конкретних умов вимірювання), тобто: Де: f - деякий оператор залежності;На основі аналізу основних чинників виникнення похибок вимірювальних перетворювачів систем поелементного діагностування, розроблений новий метод зменшення цих похибок (точність на 1 порядок перевищує точність відомих методів). Метод базується на введенні відємного шунтування двополюсників, які спричиняють виникнення похибок, за рахунок паралельного підключення до них конвертера відємного імпедансу. Універсальність методу полягає в тому, що він забезпечує зменшення похибок, котрі обумовлені як впливом шунтування входу первинного перетворювача, так і впливом паралельного шунтування досліджуваного двополюсника іншими двополюсниками. Запропонований новий метод зменшення похибок вимірювального перетворювача, що обумовлені шунтуванням його входу (похибка шунтування не перевищує 0.5-1% при коефіцієнті шунтування до 102-103). В основу методу покладено ідею заміщення структури первинного перетворювача, яке дозволяє отримати два різних сигнали (при різних структурах), значення яких пропорційні вимірюваним параметрам і мають однакові мультиплікативні складові похибки перетворення.

. ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ