Повышение точности и информативности приборов для контроля и измерения электропроводящих свойств среды

• Автор: Тронин, Олег Александрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 159 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение

Глава 1. Анализ и сравнение методов извлечения измерительной

информации при дипольном индуктивном профилировании

1.1 Физико-математические принципы определения эффективного сопротивления среды методом дипольного индуктивного профилирования
1.2 Анализ функциональных зависимостей, используемых для косвенного измерения эффективного сопротивления среды методом дипольного индуктивного профилирования
1.3 Источники и методики оценки погрешностей измерения эффективного сопротивления при дипольном индуктивном профилировании
1.4 Исследование погрешности измерения эффективного сопротивления среды амплитудными методами
1.5 Исследование погрешности измерения эффективного сопротивления среды фазовыми методами
1.6 Погрешности амплитудных измерений во временной области в системах дипольного индуктивного профилирования
Выводы по первой главе
Глава 2. Методы спектрально-весового измерения параметров сигналов систем дипольного индуктивного профилирования
2.1 Обоснование применения методов спектрально-весового измерения параметров сигналов в системах дипольного индуктивного профилирования
2.2 Обзор методов спектрального оценивания параметров сигналов на

основе ДПФ
2.3 Базовые спектральные оценки параметров гармонических сигналов
2.4 Методические погрешности спектральных оценок параметров вещественных гармонических сигналов
2.5 Способы коррекции погрешности наложения оценок параметров вещественных гармонических сигналов
2.6 Измерение амплитуды и начальной фазы гармонических сигналов с помощью преобразования Фурье
Выводы по второй главе Глава 3. Исследование случайных погрешностей, вызываемых влиянием шумов и помех, при спектральной оценке параметров принимаемых сигналов
3.1 Задачи исследования случайных погрешностей спектрального измерения параметров сигналов систем ДИП
3.2 Вероятностные характеристики частотных выборок сигнала и шума
3.3 Случайные шумовые погрешности оценок параметров сигналов
3.4 Усреднение при многократном измерении параметров сигнала в шумах
3.5 Погрешности спектрального измерения параметров многотональных сигналов
3.6 Погрешности измерения амплитуды и начальной фазы многотональных сигналов
3.7 Коррекция погрешностей наложения при измерении параметров многотональных сигналов
Выводы по главе 3 Глава 4. Разработка приборов контроля и измерения на основе метода дипольного индуктивного профилирования
4.1 Реализационные характеристики систем дипольного индуктивного профилирования

4.2 Разновременные измерения разности фаз сигналов
известной или измеряемой частоты
4.3 Синхронизация передающего и приемного устройств
4.4 Структуры измерительных приёмников систем дипольного индуктивного профилирования с цифровой обработкой сигналов
4.5 Задачи разработки систем дипольного индуктивного профилирования и их решения
4.6 Аппаратно-программный измерительный комплекс для разработки и исследования систем дипольного индуктивного профилирования
4.7 Способы и виды измерения, управления и индикации, реализуемые в рабочем варианте компьютерного измерителя
Выводы по главе 4
Заключение
Литература
Основные сокращения и обозначения
Приложения

В таблице 1.1 приведены значения погрешностей для разных отношений сигнал - помеха, полученные с помощью расчетов (для оценки СКЗ) и моделирования (СВЗ) по числу выборок N = 800 при^ = 10 кГц, Уд/А^= 12,5Гц.
Таблица 1.
с/п 1 2 3 4 5 10 20
9* ^ скшах 0,594 0,223 0,136 0,094 0,071 0,0315 0,015 0,0
с Y ^ СКШ1П 0,208 -0,01 -0,035 -0,037 -0,035 -0,022 -0.012 -0,
Я Y св max 0,515 0,214 0,129 0,091 0,07 0,033 0,016 6,2
с тл ^ СВШ1П 0,033 -0,08 -0,072 -0,06 -0,05 -0,027 -0,014 -0,
Они соответствуют значениям целой и дробной части числа периодов сигнала и помехи кс = 2, кп = 3, ас = 0, ап = 0,5 (частотам^ = 25 Гц, /п = 43,75 Гц), когда наиболее проявляется действие комбинационных составляющих разностной и суммарной частот с параметрамир + сц =1,5,рг + &2 =5,5, и значениям начальных фаз срп = л, срс = -я/2 (максимумы погрешностей) и фп = я, фс = я/2 (минимумы погрешностей).
Погрешности оценок СКЗ и СВЗ, вызываемые помехой, достаточно близки, но по разности (размаху) максимального и минимального значений погрешность оценки СВЗ несколько выше, чем СКЗ.
Быстрое возрастание погрешности оценок происходит, когда комбинационная составляющая с частотой /п - /с попадает в область 1/7изм или (fa/N).
В случае дискретного времени также нужно учитывать, что частоты гармоник сигнала, помехи и их комбинационных составляющих, превышающие частоту Найквиста (/д/2), преобразуются на любую из частот основной поло-
сы (°~/д/2)-
При случайных и равновероятных начальных фазах сигнала и помехи переменная составляющая погрешности может оцениваться её СКО.
Погрешности оценок, вызываемые шумами. Оценка СКЗ аддитивной суммы гармонического сигнала xc(t) и шума e(t) и нормального стационарного