Вихретоковые контрольно-измерительные устройства с непрерывным тестированием функции преобразования

• Автор: Воронцов, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 175 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
ГЛАВА 1. ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ПОВЫШЕНИЯ ТОЧНОСТИ И НАДЖНОСТИ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗЫ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
1.1. Классификация средств повышения точности и наджности электронной аппаратуры устройств управления технологическими процессами.

1.2. Периодическое тестирование в электронных устройствах

управления.

1.3. Непрерывное тестирование в электронных устройствах

управления

1.4. Непрерывное тестирование вихретоковых устройств

Выводы.
ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СУММИРУЮЩЕГО ВАРИАНТА ТЕСТИРОВАНИЯ ВИХРЕТОКОВЫХ ПРЕОРАЗОВАТЕЛЕЙ.

2.1. Вихретоковое взаимодействие между катушкой индуктивности и объектом измерения.

2.2. Анализ влияния тестирующей обмотки на взаимодействие вихретокового
преобразователя и объекта измерения.
2.3 Анализ влияния температурных изменений на результаты тестирования.
Выводы.
ГЛАВА 3. ВИХРЕТОКОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С ТЕСТИРОВАНИЕМ ЗА СЧЕТ ШУНТИРУЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ИЗМЕРИТЕЛЬНУЮ ЦЕПЬ
3.1. Принцип действия вихретокового измерительного устройства с тестированием за счет шунтирующего воздействия на измерительную цепь
3.2. Анализ зависимости сопротивления шунтирующего резистора от параметров измерительной цепи преобразователя.
3.3. Зависимость сопротивления шунтирующего резистора от глубины тестовой модуляции.
3.4. Оценка влияния шунтирующего резистора на чувствительность к вносимым
параметрам
3.5 Анализ влияния изменения параметров объекта измерения на результаты
тестирования при шунтирующем воздействии на измерительную цепь
3.6. Оценка уровня минимально допустимой глубины тестовой
модуляции.
Выводы.
ГЛАВА 4. ВИХРЕТОКОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО С ТЕСТИРОВАНИЕМ ЗА СЧТ ШУНТИРУЮЩЕГО ВОЗДЕЙСТВИЯ
КОНДЕНСАТОРА
4.1. Тестирование измерительной цепи в случае использования шунтирующего конденсатора
4.2. Анализ зависимости глубины тестовой модуляции от параметров измерительной цепи
4.3. Анализ зависимости чувствительности к вносимым параметрам датчика от глубины конденсаторной тестовой модуляции.
4.4. Анализ влияния вносимых параметров на глубину конденсаторной тестовой модуляции
Выводы.
ГЛАВА 5. АНАЛИЗ ПОМЕХОЗАЩИЩЕННОСТИ ИМПУЛЬСНОГАРМОНИЧЕСКОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ.
5.1. Анализ напряжения шума на выходе импульсногармонического преобразователя.
5.2. Исследование помехозащищенности дифференциально включенных катушек вихретокового датчика.
5.3. Анализ помехозащищенности полупериодноразностиой модуляции выходного сигнала мостовой измерительной цепи в импульсногармоническом
преобразователе
5.4. Анализ медленноменяющихся помех.
5.5. Энтропийное сравнение полупериодноразностной и амплитудной модуляции
5.6. Энтропийная оценка влияния тестовой модуляции на метрологические свойства импульсногармонического преобразователя
5.7. Экспериментальная проверка и практическое использование полученных результатов
Выводы.
Основные результаты работы
Литература


Методы повышения надежности, основанные на резервировании, различаются по способу выделения исправного или неисправного устройства из группы резервируемых. Такие приемы можно разделить на три части по признаку наличия и типа тестирования исправности рис. С непрерывным тестированием всех резервированных устройств и приоритетным выбором исправного из резерва при отказе основного устройства. Особенности этих трех вариантов повышения надежности за счет резервирования удобно рассмотреть на примере двукратного резервирования, т. Мажоритарный выбор исправного устройства основан на сравнении выходных сигналов всех трех резервированных устройств два резервных и одно основное. Если выходные сигналы всех трех устройств одинаковые с учетом допустимой погрешности, то считают, что все три резервированных устройства исправны. Если выходной сигнал одного какоголибо устройства отличается от двух других, то устройство с отличающимися выходными сигналами считают неисправным и отключают. Таким образом, мажоритарный подход к повышению надежности становится бесполезным после обнаружения первого же отказа среди резервированных устройств. Рисунок 1. Рисунок 1. При периодическом тестировании исправности, тестируемое устройство на некоторое время отключается от основного тракта управления и на вход тестируемого устройства подают тестовый специально сформированный сигнал. Если, при этом, выходной сигнал тестируемого устройства совпадает в пределах допустимой погрешности с тестовым эталоном выходного сигнала, то тестируемое устройство признают исправным и вновь подключают к основному тракту управления. Если выходной сигнал в режиме тестирования не совпадает существенно отличается с заданным эталоном, то устройство признают неисправным, отключают и далее не используют в основном тракте управления. В последнем случае проводится тестирование второго устройства из числа резервных. Если второе устройство исправно, то его подключают к основному тракту управления. Если и второе устройство неисправно, то тестируют третье устройство. Такой прием повышения надежности систем управления позволяет сохранить работоспособность системы даже после обнаружения неисправности в двух устройствах из трех резервированных. Недостатком этого варианта повышения надежности является периодическое отключение тестируемого устройства от основного тракта управления, что снижает быстродействие системы управления. Непрерывное тестирование всех резервированных устройств основано на частотном или ортогональном разделении сигналов основного тракта управления и тестового сигнала, несущего информацию об исправности устройства. При этом информация об исправности или неисправности всех резервированных устройств существует непрерывно и в случае отказа в работе устройства 1, это неисправное устройство практически мгновенно заменяют с помощью соответствующих коммутаторов на исправное устройство с ближайшим номером 2 или 3. Этот вариант, как и предыдущий, позволяет сохранить работоспособность системы управления даже после двукратного отказа в электронных устройствах. При периодическом тестировании работающее в основном канале устройство остается без контроля исправности. Поэтому, если сразу после очередного включения в основной тракт управления, рассматриваемое устройство выходит из исправного состояния, то до следующего такта тестирования это устройство либо вообще не выдает выходных сигналов, либо выдаст сигналы не соответствующие функции системы управления. При непрерывном тестировании выдача неверных сигналов управления возможна только во время, необходимое для обнаружения неисправности и переключения коммутаторов, осуществляющих отключение одного неисправного и подключение другого исправного устройства. Это время в . Следовательно, вероятность появления ложного сигнала при непрерывном тестировании в 0 раз меньше, чем при периодическом тестировании. В усилительных устройствах периодическое тестирование применяется как для определения функциональной, так и метрологической исправности . Схема усилительного устройства с тестированием нуля и чувствительности показана на рис.