Структурные методы повышения точности измерительных цепей емкостных и индуктивных датчиков

• Автор: Арбузов, Виктор Петрович
• Шифр специальности: 05.11.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 416 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЦЕПИ ЕМКОСТНЫХ И ИНДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ
1.1 Роль и место измерительной цепи в структурной схеме датчика
1.2 Погрешности измерительных цепей датчиков
1.3 Уменьшение методической погрешности измерительных цепей емкостных и индуктивных датчиков
1.3.1 Измерительные цепи с потенциально-токовым выходным сигналом
1.3.2 Измерительные цепи датчиков с частотно-временным
выходным сигналом
1.3.3 Измерительные цепи емкостных датчиков с дискретным выходным сигналом
1.4 Анализ методов повышения точности средств измерений
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ВРЕМЕННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ КАНАЛОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ ДАТЧИКОВ
2.1 Разработка принципа временного разделения каналов преобразования отношения пассивных величин
2.2 Методы временного разделения каналов измерительных цепей датчиков
2.2.1 Метод коммутаций
2.2.2 Метод фазового разделения каналов измерительных цепей датчиков
2.2.3 Метод полигармонических тест-сигналов
2.3 Измерительные цепи емкостных и индуктивных датчиков с коммутацией каналов
2.4 Измерительные цепи датчиков с фазовым разделением каналов

2.5 Измерительные цепи датчиков с полигармоническим разделением каналов
ГЛАВА 3. ИТЕРАЦИОННЫЕ МЕТОДЫ ПРОСТРАНСТВЕННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ КАНАЛОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ ЕМКОСТНЫХ И ИНДУКТИВНЫХ ДАТЧИКОВ
3.1 Исследование итерационных методов повышения точности аналоговых операционных преобразователей
3.2 Методы физического моделирования иммитанса параметрического преобразователя датчика
3.3 Синтез электрических моделей иммитанса параметрического преобразователя датчика
3.4 Разработка методов пространственного разделения каналов измерительных цепей датчиков
3.4.1 Метод стабилизации тока, текущего через иммитанс параметрического преобразователя датчика
3.4.2 Метод стабилизации падения напряжения на иммитансе параметрического преобразователя датчика
3.4.3 Метод выделения напряжения и тока через иммитанс параметрического преобразователя
3.5 Итерационные измерительные цепи емкостных и индуктивных датчиков с пространственным разделением каналов
ГЛАВА 4. МЕТОД ДВОЙНОЙ АДДИТИВНОЙ КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТИ
4.1 Разработка метода двойной аддитивной коррекции погрешности преобразования пассивной величины в активную величину
4.2 Синтез измерительной цепи емкостного датчика с двойной аддитивной коррекцией погрешности
4.3 Исследование устойчивости измерительной цепи с комбинированной обратной связью в Matlab
4.4 Анализ погрешности измерительного преобразователя

4.5 Экспериментальное исследование погрешности измерительной цепи с двойной аддитивной коррекцией погрешности
ГЛАВА 5. КОРРЕКЦИЯ МЕТОДИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ИНФОРМАТИВНЫХ ПРАМЕТРОВ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, ПРЕДСТАВЛЯЕМЫХ ДВУХ - И ТРЕХЭЛЕМЕНТНОЙ СХЕМОЙ ЗАМЕЩЕНИЯ
5.1 Формализованная запись иммитанса двух- и трехэлементных нерезонансных двухполюсников
5.2 Разработка способов раздельного измерения и квазиуравновешенных измерительных цепей информативных параметров емкостных и индуктивных 1111 датчиков
5.3. Анализ функциональных возможностей квазиуравновешенных измерительных цепей преобразователей параметров двух- и трехэлементных двухполюсников
5.4. Исследование условий раздельного измерения КУИЦ преобразователей параметров двух- и трехэлементных двухполюсников
5.5. Исследование погрешности преобразования параметров двух- и трехэлементных нерезонансных двухполюсников
5.5.1. Определение основных составляющих результирующей погрешности
5.5.2 Анализ погрешности преобразования параметров двух- и трехэлементных нерезонансных двухполюсников, обусловленной неидеальностью операционного усилителя
5.5.3 Анализ погрешности преобразования параметров двух- и трехэлементных двухполюсников, обусловленной неполным уравновешиванием квазиуравновешенных измерительных цепей
5.6. Автоматизированное проектирование квазиуравновешенных измерительных цепей датчиков

1.2 Уменьшение методической погрешности измерительных цепей емкостных и индуктивных датчиков
Одним из путей уменьшения методической погрешности измерительных цепей, как отмечалось выше, является создание структур измерительных цепей, обеспечивающих преобразование именно информативного параметра ПП [3]:
Ог — Q L2 - L
сх С0 Сх С0 Lx L0

'X о
унифицированных сигналов.

С +С2 Ц+ L2
в один из
1.3.1 Измерительные цепи с потенциально-токовым выходным сигналом
Самая простая измерительная цепь емкостного датчика, приведенная на рис. 1.9, представляет собой инвертирующий операционный усилитель [19, 20], цепь отрицательной обратной связи которого состоит из рабочего и опорного конденсаторов ПП: Сх и С0.
Такая
Рисунок
ИЦ обеспечивает получение выходного сигнала U вых,
пропорционального отношению емкостей —Выходное напряжение усилителя
описывается выражением (1.5), а напряжение на выходе измерительной цепи равно