ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ
С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АНАЛИТИЧЕСКОЙ ИЗБЫТОЧНОСТИ 

Свистунов Борис Львович, доктор технических наук, профессор, кафедра физики,Пензенский государственный технологический университет (Россия, г. Пенза, пр. Байдукова /ул. Гагарина, 1а/11), sbl@penzgtu/ru

621.317

Актуальность и цели. Объектом исследования являются измерительные преобразователи выходных величин параметрических датчиков в унифицированные сигналы, которые широко используются в информационно-измерительных и управляющих системах, в частности, для измерения состава крови и биологических растворов, являясь важнейшим узлом этих систем с точки зрения обеспечения требуемых метрологических и эксплуатационных характеристик. Важным аспектом является необходимость обеспечения независимости результата преобразования от неинформативных в данном измерительном эксперименте параметров исследуемого объекта и собственно параметрического датчика (т.е. инвариантности результата преобразования к этим параметрам и их неконтролируемым изменениям). Предметом исследования является поиск способов построения измерительных преобразователей с использованием базовых положений технической кибернетики, в частности принципа инвариантности акад. Б. Н. Петрова.
Материалы и методы. Предложено при разработке измерительных преобразователей реализовать указанный принцип инвариантности путем организации в структуре и/или алгоритме измерительного преобразования избыточности, конкретно – аналитической.
Результаты. Предложена обобщенная структурная схема измерительных преобразователей с избыточностью и составлена соответствующая ей математическая модель. Рассмотрены варианты реализации предложенного подхода к синтезу измерительных преобразователей.
Выводы. Полученные теоретические результаты и опыт практического применения разработанных измерительных преобразователей различного назначения позволяют сделать вывод о перспективности использования избыточности, в частности аналитической, при построении измерительных преобразователей для параметрических датчиков, прежде всего для снижения погрешностей от влияния неинформативных параметров исследуемого объекта и датчика.

Ключевые слова

параметрический датчик, измерительный преобразователь, аналитическая избыточность

 Скачать статью в формате PDF

1. Петров, Б. Н. Принцип инвариантности в измерительной технике. / Б. Н. Петров, В. А. Викторов, Б. В. Лункин, А. С. Совлуков. – М. : Наука, 1976. – 242 с.
2. Петров, Б. Н. Адаптивное координатно-параметрическое управление нестационарными объектами /Б. Н. Петров, В. Ю. Рутковский, С. Д. Земляков. – М. : Наука, 1980. – 218 с.
3. Рутковский, В. Ю. Некоторые новые направления развития теории и применения адаптивного координатно-параметрического управления / В. Ю. Рутковский, С. Д. Земляков, В. М. Суханов,В. М. Глумов // Проблемы управления. – 2003. – № 2. – С. 2–10.
4. Henry, M. P. Thesels – valiclating sensor: rationale, desinitions and examples / M. P. Henry, D. W. Clarke //Control Engineering Practice. – 1993. – Vol. 1, № 4. – P. 585–610.
5. Feng, Z. A review of self-validating sensor technology / Z. Feng // Sensor Review. – 2007. – Vol. 27,№ 1. – P. 48–56.
6. Туз, Ю. М. Структурные методы повышения точности измерительных устройств / Ю. М. Туз. – Киев :Вища школа, 1976. – 285 с.
7. Батищев, В. И. Аппроксимационные методы и системы промышленных измерений, контроля, испытаний, диагностики / В. И. Батищев, В. С. Мелентьев. – М. : Машиностроение-1, 2007. – 392 с.
8. Мартяшин, А. И. Основы инвариантного преобразования параметров электрических цепей /А. И. Мартяшин, К. Л. Куликовский, С. К. Куроедов, Л. В. Орлова. – М. : Энергоатомиздат, 1990. –216 с.
9. Taymanov, R. Metrological self-check and evolution of metrology / R. Taymanov, K. Sapozhnikova //Measurement. – 2010. – Vol. 43, № 7. – C. 869–877.
10. Свистунов, Б. Л. Пути реализации принципа двухканальной инвариантности в средствах измерений параметров электрических цепей / Б. Л. Свистунов // Известия ВУЗов. Приборостроение. – 2003. – № 3. – С. 31–37.
11. Свистунов, Б. Л. Классификация способов построения инвариантных средств измерения параметров электрических цепей / Б. Л. Свистунов // Датчики и системы. – 2003. – № 2 (45).–С.14–17.
12. Артамонов, П. И. Использование структурной и временной избыточности в преобразователях емкости датчиков / П. И. Артамонов // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего. – 2016. –№ 5 (34). – С. 82–89.