Измерительные генераторы малой заданной электрической мощности : Развитие теории, исследования и разработка

• Автор: Демин, Алексей Юрьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Перечень использованных сокращений Введение

Глава 1. Требования к маломощным измерительным генераторам заданной электрической мощности и обзор известных технических средству помощью которых они могут быть реализованы

1.1 Области использования ИГЗМ

1.2 Требования к ИГЗМ

1.3 Принципы и подходы, используемые при реализации генераторов заданной электрической мощности

1.4 Основные технические параметры известных технических решений

Выводы и постановка задач исследования Глава 2. Исследование аналоговых измерительных генераторов заданной электрической мощности
2.1 Анализ технических возможностей некоторых структур аналоговых генераторов заданной электрической мощности

2.2 Элементы и узлы измерительных генераторов заданной электрической мощности

2.3 Моделирование функциональных узлов измерительных генераторов заданной электрической мощности
2.4 Погрешности аналоговых генераторов заданной электрической мощности
Выводы по главе
Глава 3. Исследование цифровых измерительных генераторов заданной электрической мощности
3.1 Математические модели цифровых измерительных генераторов заданной электрической мощности
3.2 Описание предложенной структуры измерительного генератора
заданной электрической мощности
3.3 Анализ влияния параметров однокристальных микроЭВМ на технические характеристики ИГЗМ
3.4 Анализ погрешностей функциональных узлов цифровых ИГЗМ
3.4.1. Аналогоцифровое преобразование
3.4.2. Цифроаналоговое преобразование
3.5. Погрешность преобразования цифрового ИГЗМ
Выводы по главе
ГЛАВА 4. Экспериментальные исследования. Описание выполненной конструкции измерительного генератора заданной мощности
4.1 Описание выполненной конструкции
4.2 Влияние величины и характера сопротивления нагрузки на метрологические характеристики разработанного генератора
4.3 Особенности организации и технические возможности 9 структур ИГЗМ, работающих в ИИС с программным управлением
через платы сбора данных ПК
4.4 Методика инженерного проектирования маломощных ИГЗМ с 0 делительными устройствами Выводы по главе
Заключение
Список литературы


Описаны оригинальные структурные схемы ИГЗМ на основе ОМЭВМ со встроенными ЦАП и АЦП, позволяющие создать высокоточные и достаточно быстродействующие (с рабочей полосой частот до кГц) генераторы с минимальным числом компонентов, не требующие сложной настройки. Предложены возможные алгоритмы их работы и способы повышения быстродействия и увеличения выходной мощности. Рассматриваются их технические возможности и метрологические характеристики. ЦАП и АЦП, типа процессора микроконтроллера и его тактовой частоты. В четвертой главе приводятся результаты экспериментальных исследований разработанного ИГЗМ, подтверждающие правильность теоретических выводов и допущений, принятых при разработке математической модели и анализе характеристики преобразования ИГЗМ. Предложена инженерная методика проектирования измерительных генераторов мощности. Описаны особенности организации и технические возможности структур ИГЗМ, работающих в ИИС с программным управлением через платы сбора данных ПК. Впервые исследовано влияние нагрузок различного характера (индуктивных, емкостных) на работу ИГЗМ. Исследованы переходные процессы установления заданной мощности на сопротивлении нагрузки и предложены способы их нормирования. Разработана методика инженерного проектирования измерительных генераторов заданной мощности с делительными устройствами. Выявлены ограничения, которые накладывает на ГЗМ работа в подобных устройствах под управлением программ, выполняющихся в многозадачных операционных системах. ИГЗМ. Практическая ценность работы. Разработаны оригинальные структурные схемы цифрового и аналогового ИГЗМ. Исследованы существующие схемы совмещенных УИН-ПТН, предложены рекомендации по их улучшению. Разработана оригинальная принципиальная схема совмещенного преобразователя ток-напряжение и управляемого источника напряжения. Разработана принципиальная схема аналогового многодиапазонного ИГЗМ с управлением через плату сбора данных компьютера. На основе проведенных исследований создан аналоговый ИГЗМ, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым к генераторам заданной мощности. В заключении приводятся основные положения, выносимые на защиту, и выводы по работе. Общий объем диссертационной работы составляет 1 лист машинописного текста. Работа содержит иллюстраций, таблиц и 3 приложения. Список литературы содержит единиц наименований. Структурные схемы аналоговых и цифровых измерительных генераторов заданной мощности. Математические модели генераторов заданной мощности, учитывающие влияние параметров однокристальных микроЭВМ на технические характеристики ИГЗМ. Результаты исследования характеристик преобразования ИГЗМ, полученных с помощью разработанных математических моделей и компьютерного моделирования. Методика инженерного проектирования приборов данного типа. Измерительные генераторы заданной мощности целесообразно применять в структурах приборов и систем, предназначенных для оценки состояния или измерения параметров живой материи. Так, электрическое сопротивление биологических организмов, у которых внутренние параметры зависят как от напряженности электрического поля, так и от величины электрического тока, воспроизводимость и определенность получаемых результатов следует ожидать при задании электрического режима измерительной цепи с помощью ИГЗМ. В этом случае, в любом из исследуемых биологических объектов будет рассеиваться известное значение электрической мощности. В объект измерений вносится определенное известное энергетическое возмущение, что обеспечивает определенность с термодинамическими состояниями объекта в течение всего времени выполнения измерительной операции. При этом будет наблюдаться переходный процесс, длительность которого зависит от инерционности тепловых процессов в объекте измерений. Поэтому для получения однозначного воспроизводимого результата измерительную операцию следует выполнять через промежуток времени, достаточный для установления нового термодинамического состояния объекта. Это, в первую очередь, справедливо для существенно теплозависимых объектов.