Методы и средства двухпараметрового резонансного контроля свойств веществ и материалов

• Автор: Лисичкин, Владимир Георгиевич
• Шифр специальности: 05.11.16
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Тула
• Количество страниц: 291 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Г ЛАВА 1 Сравнительный анализ методов и средств резонансного

контроля параметров среды и материалов

1.1 Объекты контроля параметров среды с помощью электромагнитного поля

1.2 Классификация информационно-измерительных систем

и решаемые задачи

1.3 Аналитический обзор методов резонансного контроля

1.4. Использование для моделирования ИИС

теории резонансных систем и случайных процессов

1.4.1 Аналитическое описание резонансных систем
1.4.2 Получение статистической оценки контролируемых параметров
1.5 Постановка задачи на проектирование ИИС резонансного типа
с развертывающим частотным преобразованием
Выводы по первой главе
ГЛАВА 2 Обобщенная математическая модель
информационно-измерительной системы резонансного типа
2.1 Общие принципы и модели генерации измерительных сигналов
2.1.1 Основное уравнение измерительного автогенератора
2.1.2 Анализ работы измерительного генератора в условиях
случайного воздействия помех
2.2 Влияние элементов генератора на формируемые сигналы
2.3 Параметрическая точность генерации
2.4 Многопараметровая модель измерений
2.5 Методы оптимальной оценки измеряемого параметра
Выводы по второй главе
ГЛАВА 3 Методы и средства двухпараметрового резонансного
контроля

3.1 Общая модель двухпараметровой ИИС резонансного типа
с разверткой частота
3.2 Метод двухпараметрового резонансного контроля
3.3 Метод резонансного контроля с линейной разверткой частоты
3.4 Метод резонансного контроля с повышенной фазовой чувствительностью и аддитивной коррекцией погрешностей
Выводы по третьей главе
ГЛАВА 4 Разработка алгоритмов обработки измерительной
информации
4.1 Модель достоверности результатов контроля
4.1.1 Обобщенная модель контроля
4.1.2 Математическая модель контроля одиночного параметра
4.1.3 Математическая модель контроля совокупности параметров
4.2 Оценка достоверности резонансного контроля
Выводы по четвертой главе
Г ЛАВА 5 Разработка структур технических средств
резонансного контроля
5.1 Уточнение теории измерений амплитудных и фазочастотных параметров при резонансном контроле в условиях воздействия мешающих факторов
5.1.1 Оптимальная оценка контролируемого параметра
5.1.2 Квазиоптимальные методы измерений
5.2 Устройства резонансного контроля, реализующие квазиоптимальные измерения амплитудных
и фазочастотных параметров
5.2.1 Устройство двухпараметрового контроля влажности материалов
при постоянной частоте возбуждающего сигнала
5.2.2 Устройство двухпараметрового контроля влажности с линейным изменением частоты возбуждающего сигнала

5.3 Устройства резонансного контроля с повышенной фазовой чувствительностью и аддитивной коррекцией погрешностей
5.3.1 Устройство двухпараметрового контроля толщины немагнитного покрытия со следящей разверткой частоты возбуждающего сигнала
5.3.2 Высокочастотные приборы контроля влажности с аддитивной коррекцией фазовой погрешности
5.4 Устройства двухчастотного резонансного контроля
5.4.1 Особенности двухчастотного резонансного контроля
5.4.2 Двухчастотный прибор вихретокового контроля толщины немагнитных электропроводящих покрытий
Выводы по пятой главе
ГЛАВА 6 Экспериментальные исследования и моделирование
процессов резонансного контроля
6.1 Разработка и исследование функциональных узлов приборов для резонансного контроля параметров среды с помощью
емкостных преобразователей
6.2 Разработка и исследование двухпараметрового прибора резонансного контроля влажности
6.3 Особенности реализации двухпараметрового устройства резонансного контроля толщины немагнитных покрытий
6.4 Особенности построения многоканальных приборов резонансного контроля с применением индуктивных и емкостных датчиков
Выводы по шестой главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список литературы
Приложение
Приложение
Приложение

измерений применяют трансформаторную связь преобразователя с усилительным каскадом и вводят отрицательную обратную связь, стабилизирующую коэффициент усиления и увеличивающую линейность измерительной характеристики и чувствительность выходного тока к сопротивлению преобразователя. При этом ток потребления является функцией комплексного сопротивления преобразователя, следовательно, при увеличении потерь погрешность измерения будет возрастать.
Через подключенный к выходу высокочастотного генератора емкостный преобразователь при заполнении его контролируемым веществом протекает ток, обусловленный суммарным влиянием реактивной и активной составляющих комплексной проводимости датчика. Для компенсации активной составляющей используют еще один схемотехнический прием - инверсный выход генератора и дополнительный электрод датчика соединяют с точкой нулевого потенциала генератора [52]. Информация о влажности контролируемого материала содержится в измеряемой реактивной составляющей переменного тока. Точность повышается за счет компенсации влияния активной составляющей проводимости емкостного преобразователя с помощью формирования сигналов с фазовым сдвигом 90° на двух Т-образных схемах, включенных в измерительный мост. Однако такое техническое решение сужает диапазон измерений из-за нелинейности характеристики мостовой схемы при контроле реактивной составляющей полного сопротивления преобразователя.
В целом, использование амплитудных зависимостей в резонансных и нерезонансных методах измерения не позволяет получить высокой точности измерения в широком диапазоне контроля. Причиной этого положения в резонансных методах является то, что вид резонансной кривой зависит от добротности колебательного контура. Это уменьшает точность и чувствительность определения контролируемого параметра по максимуму амплитуды выходного сигнала контура в результате влияния потерь в исследуемом материале. При малой добротности контура точность настройки в резонанс по