Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Метрология и метрологическое обеспечение

Диссертационная работа:

Юрин Александр Игоревич. Исследование метрологических характеристик и разработка методов автоматической коррекции погрешностей механических резонаторных преобразователей : диссертация ... кандидата технических наук : 05.11.15 / Юрин Александр Игоревич; [Место защиты: Моск. гос. ин-т электроники и математики].- Москва, 2008.- 143 с.: ил. РГБ ОД, 61 08-5/1365

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. На современном этапе развития измерительной техники точность воспроизведения эталона частоты является наиболее высокой по сравнению с эталонами других физических величин, поэтому метрологические характеристики измерительных преобразователей с частотно - модулированным выходным сигналом выгодно отличаются от характеристик датчиков с амплитудно-модулированным сигналом.

По виду физического явления, положенного в основу работы, все датчики с частотным выходом можно разделить на четыре группы:

  1. Резонаторные датчики

  2. Датчики с нерезонирующими частотно-зависимыми системами

  3. Интегрирующие датчики

  4. Статистические датчики

Резонатор ные датчики обладают рядом преимуществ:

высокая добротность резонаторов даёт возможность существенно повысить точностные характеристики датчиков;

имеется возможность включения в схему автогенератора для получения непрерывного выходного сигнала;

отношение сигнал-шум намного выше, чем у датчиков других рассмотренных групп.

Эффективность рассмотренных резонаторов с точки зрения их использования для построения высокоточных датчиков показывает, что для практического применения наиболее предпочтительными являются механические резонаторы. При достаточно высокой добротности и стабильности частоты они отличается технологичностью, относительно низкой стоимостью и универсальностью применения.

Однако, при всех вышеперечисленных достоинствах механические резонаторные преобразователи обладают рядом ограничений. Прежде всего, это высокая чувствительность к воздействию внешних факторов, таких, как температура, давление, вибрация и т. д., что приводит к появлению дополнительных погрешностей в реальных условиях эксплуатации. Устранение этих погрешностей путём уменьшения технологических допусков, усложнения конструкции и тщательного подбора материалов приводят к существенному росту стоимости изготовления преобразователей.

Функция преобразования большинства механических резонаторных преобразователей нелинейна, что затрудняет обработку результатов измерений и приводит к необходимости работы на малом участке характеристики. Линеаризация же функции преобразования путем введения просчитанной асимметрии конструктивных элементов преобразователя, а также путем введения в его структурную схему предварительных механических линеаризаторов или различных корректирующих устройств неизбежно приводит к существенному усложнению конструкции механической части преобразователя или его электронной схемы.

Характеристики преобразователя индивидуальны и изменяются с течением времени, а их коррекция очень трудоёмка, требует наличия точного механизма настройки и квалифицированного персонала.

С появлением средств вычислительной техники появляется возможность устранения этих недостатков с помощью методов обработки информации и автоматизации коррекции погрешностей, поэтому исследование метрологических характеристик механических резонаторных преобразователей и пересмотр ранее сформулированных требований является актуальной задачей.

Целью работы является разработка методики улучшения метрологических характеристик измерительных устройств с механическими резо-наторными преобразователями путем применения современных средств вычислительной техники.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Исследовать температурную погрешность механических резонаторных измерительных преобразователей в стационарном и нестационарном режимах;

Исследовать погрешность механических резонаторных преобразователей, обусловленную воздействием вибрации;

Исследовать возможность применения современных персональных ЭВМ для создания информационно-измерительных систем, работающих с механическими резонаторными преобразователями;

Разработать методику автоматической коррекции основных и дополнительных погрешностей механических резонаторных преобразователей с использованием результатов исследований метрологических характеристик.

Научная новизна работы

  1. Разработаны математические модели для оценки влияния внешних условий (температура, вибрация) на погрешности механических резонаторных преобразователей;

  2. Разработана методика автоматической коррекции основных и дополнительных погрешностей механических резонаторных преобразователей, базирующаяся на использовании методов образцовых сигналов и вспомогательных измерений;

  3. Результаты теоретических и экспериментальных исследований метрологических характеристик механических резонаторных преобразователей, которые позволили выявить оптимальные способы уменьшения погрешностей;

  4. Разработаны обобщенные алгоритмы коррекции основных и дополнительных погрешностей измерительных устройств на основе механических резонаторов.

Практическая ценность работы

Разработаны алгоритмы коррекции дополнительных погрешностей, позволяющие применять механические резонаторные преобразователи при изменяющихся условиях эксплуатации;

Разработан и реализован алгоритм обработки измерительной информации, позволяющий компенсировать нелинейность функции преобразования механических резонаторных преобразователей без изменения конструкции;

Экспериментально доказана возможность применения мультимедийной ЭВМ для создания информационно-измерительных систем, реализующих ввод и анализ сигналов механических резонаторных преобразователей;

Разработано программное обеспечение для проведения измерений частоты сигнала и автоматической коррекции погрешностей механических резонаторных преобразователей, применение которого позволило уменьшить основную и дополнительную температурную погрешность рассмотренного резонаторного преобразователя угла наклона более чем на порядок.

На защиту выносятся:

Комплекс математических моделей для оценки влияния внешних условий на погрешности механических резонаторных преобразователей;

Разработанная методика применения современных вычислительных средств для совершенствования метрологических характеристик измерительных устройств на основе механических резонаторов;

Результаты проведенных теоретического и экспериментального исследования метрологических характеристик механических резонаторных преобразователей.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

58-й, 61-й научной сессии Российского Научно-технического Общества радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова (2003, 2006 г.)

Научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов МИЭМ (2004, 2005, 2006 г.)

5-й, 6-й, 7-й, 8-й, 9-й и 10-й Международных Конференциях «Цифровая Обработка сигналов и ее применение» (2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008 г.)

Диссертация заслушана и одобрена на заседании кафедры «Метрология и Сертификация» МИЭМ (30.05.2008). Результаты работы внедрены в учебный процесс кафедры и используются при чтении лекций, а также в

лабораторном практикуме по дисциплинам «Информационно-измерительные системы», «Автоматизация измерений, контроля и испытаний», «Методы и средства измерений, испытаний и контроля». Публикации. По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ.

Структура и объём работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4-х глав, заключения и списка литературы из 72-х наименований. Общий объём работы 143 страницы, 58 рисунков, 12 таблиц.

Подобные работы
Вагин Владимир Викторович
Исследование метрологических характеристик измерительных комплексов расхода природного газа
Раскулов Радик Фаридович
Анализ условий работы измерительных трансформаторов и исследование влияний воздействующих факторов на точностные характеристики трансформаторов в энергосистемах
Еняков Александр Михайлович
Разработка методов и средств метрологического обеспечения гидроакустических измерений в диапазоне частот от 0,5 до 15 МГц
Филимонов Василий Валерьевич
Разработка методов и средств повышения точности частотно-цифровых измерительных устройств на принципах автоматизации процессов измерений
Колобова Анна Викторовна
Исследование и разработка методов метрологического контроля промышленно выпускаемых стандартных образцов состава газовых смесей
Чернышев Вячеслав Иванович
Разработка цифрового метода совпадений для прецизионных измерений активности радионуклидов
Голубев Сергей Сергеевич
Разработка и исследование методов и средств метрологического обслуживания сканирующих зондовых микроскопов
Телитченко Геннадий Петрович
Разработка и исследование методов и образцовых средств измерений электрического напряжения амплитудно-импульсного модулированного сигнала в диапазоне частот 100 кГц + 1000 МГц
Савелькаев Сергей Викторович
Разработка и исследование методов и прецизионных средств измерения S-параметров активных СВЧ-цепей
Самылин Игорь Николаевич
Исследование и разработка импульсных преобразователей напряжения с широтным регулированием с улучшенными динамическими и массогабаритными характеристиками

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net