Исследование и разработка интегрирующих измерительных преобразователей с программируемыми весовыми функциями

• Автор: Жигачев, Василий Маратович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 158 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. Обзор современного состояния исследований и разработок измерительных преобразователей интегрирующего типа
1.1 Основные положения и определения
1.2 Тенденция развития ИИП
1.2 Классификация преобразователей информации
1.3 Обобщенная структура измерительного канала
1.4 обобщенная структура ИИП ПВФ 3
1.5 Классификация ВФ
1.6 Анализ требований к ИИП
1.7 Выводы
1.8 Цели и задачи исследования
2. Разработка и исследование обобщенной математической модели ИИП ПВФ
2.1 Общие замечания
2.2 Обобщенная математическая модель непрерывной
части ИИП
2.3 Обобщенная математическая модель дискретной
части ИИП
2.4 Анализ устойчивости ИИП замкнутого типа
2.5 Метод компенсации погрешности АФ
2.6 Анализ динамической погрешности ИИП
2.7 Основные результаты и выводы

3. Разработка алгоритмов и структур ИИП
с программируемыми ВФ
3.1 Общие вопросы синтеза ИИП
3.2 Описание базовой структуры ИИП с программируемой ВФ
3.3 Анализ погрешностей ИИП
3.4 Синтез помехоустойчивых ИИП
3.5 Расчет АЦФ Баттерворта на базе ИИП ПВФ
3.6 Основные результаты и выводы
4. Проектирование ИИП с ПВФ и алгоритмов цифровой обработки измерительных сигналов датчиковой аппаратуры TCO
4.1 Общие замечания
4.2 Анализ структуры помехоустойчивого измерительного
канала ССО
4.3 Моделирование процесса сигналообразования ССО
4.4 Моделирование измерительных каналов датчиковой аппаратуры ССО
4.5 Разработка структуры и алгоритмов помехоустойчивого
ИИП с ПВФ для ССО
4.6 Выводы
Заключение
Литература
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Состояние вопроса и актуальность темы
Последнее десятилетие развитие информационно-измерительной техники шло по пути все большего использования цифровой обработки данных, появления цифровых датчиков, полностью цифровых систем управления, что безусловно связано с появлением высокопроизводительных и недорогих средств вычислительной техники, в частности микроконтроллеров широкого применения. Благодаря последним открываются новые возможности преодоления основного недостатка традиционных методов аналого-цифрового преобразования - “неуправляемости” динамических характеристик измерительного канала на этапе аналоговой (непрерывной) формы представления измерительной информации.
В последние годы началось широкое внедрение беспроводных автономных интеллектуальных датчиков, которые могут объединяться через цифровые интерфейсы в единую информационную измерительную систему с распределенными аппаратно-программными ресурсами. Требование программного управления динамическими характеристиками измерительных каналов и процессом измерения является закономерным для подобных систем и диктуется общими системными требованиями к элементам интегрированных цифровым систем управления, контроля, диагностики, обнаружения и распознавания образов, в которых измерение параметров физических процессов осуществляется беспроводными интеллектуальными датчиками с цифровыми интерфейсами.
В условиях увеличения массовости производства средств измерений (СИ) и их специализации для конкретных технологических задач и областей применения возрастает роль унификации аппаратно-программных средств информационно-измерительных систем (ИИС). Унификация необходима для повышения интеграции ИИС, снижения стоимости, временных затрат на разработку и расширения рынка сбыта. Средства измерения, в состав которых входят измерительные преобразователи с программно

управления ВФ, что иллюстрируется на рис. 1.8, где приведена обобщенная структура ИИП с программируемой ВФ.
Хранение Расчет Целевая
Базисные ВФ " ► ВФ ч— функция
Элементы управления ВФ
Аналоговые Дискретные Цифровые
Непрерывная Дискретная Цифровая
часть часть часть
Рис. 1.
Управление ВФ может быть выполнено:
• на этапе аналогового преобразования измерительного сигнала, представленного в непрерывной форме;
• на этапе аналого-дискретного (цифрового) преобразования;
• на этапе преобразования измерительного сигнала, представленного в цифровой форме.
Возможности по управлению ВФ для каждого этапа преобразования измерительного сигнала весьма различны, что иллюстрируется на приведенным ниже рис. 1.9. Общая тенденция развития ИК направлена на сокращение аппаратной части и повышение точности измерительного канала, и расширение функциональных возможностей по цифровой обработке измерительной информации [43, 57, 68, 70].