МЕТОДИКА АНАЛИЗА СИСТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ НА ОСНОВЕ ДАТЧИКА ЛИНЕЙНЫХ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СИСТЕМ 

Бростилова Татьяна Юрьевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра электроэнергетики и электротехники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: tat-krupkina@yandex.ru
Горячев Владимир Яковлевич, доктор технических наук, профессор, кафедра электроэнергетики и электротехники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: gorvlad1@yandex.ru
Нефедьев Дмитрий Иванович, доктор технических наук, профессор, кафедра информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: ndi200106@yandex.ru
Тихомирова Анна Алексеевна, старший преподаватель, кафедра электроэнергетики и электротехники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: an.tihomirova2013@yandex.ru
Абдирашев Омирзак Коптилеуулы, магистр, старший преподаватель, кафедра космической техники и технологий, Евразийский национальный университет имени Л. Н. Гумилева (Казахстан, г. Нур-Султан, ул. Кажымукана, 11), E-mail: omeke_92@mail.ru 

621.314.25 

DOI

10.21685/2307-5538-2019-4-3 

Актуальность и цели. В настоящее время при разработке информационно-измерительных систем механических величин недостаточное внимание уделяется анализу систематической погрешности и определению требований к метрологическим характеристикам отдельных блоков информационно-измерительной системы (ИИС) и конструктивным параметрам первичных преобразователей. Решению этой проблемы и посвящена данная статья. Объектом исследования является информационно-измерительная система линейных перемещений на базе датчика линейных перемещений (ДЛП) с бегущим магнитным полем, предназначенным для использования в электроэнергетических системах. Целью работы является разработка методики анализа систематической погрешности измерительной системы для определения требований к метрологическим характеристикам ее элементов и конструктивным параметрам ДЛП.
Материалы и методы. Для решения проблемы формирования требований к заданным параметрам составных частей ИИС с датчиками линейных перемещений авторами предлагается модель системы, построенная на основе методологии построения имитационных систем. Предлагаемая имитационная модель отличается возможностью представления процесса функционирования информационно-измерительной системы в целом. Имитационная модель ИИС реализована в форме программы в среде MatLAB, которая позволяет проводить однофакторные и многофакторные эксперименты. В результате идет накопление экспериментальных данных, происходит обработка и анализ данных, выдается необходимая информация. Для анализа систематической погрешности ИИС используется разложение абсолютных погрешностей от действия отдельных факторов на ортогональные составляющие. Речь идет о коэффициентах Фурье. Использование ортогонального многомерного пространства позволяет определить результирующую систематическую погрешность ИИС по заданным точностным и конструктивным характеристикам элементов системы или сформировать требования к характеристикам элементов ИИС, при которых система будет иметь заданную систематическую погрешность.
Результаты. Предложена методика анализа систематической погрешности информационно-измерительной системы линейных перемещений, реализованной на базе ДЛП. Для получения абсолютных погрешностей от действия влияющих факторов разработана имитационная модель информационно-измерительной системы в форме программы в среде MatLAB. Предложенная методика дала положительные результаты при исследовании информационно-измерительной системы линейных перемещений на базе ДЛП для электроэнергетических систем с помощью моделирования на компьютере.
Выводы. При проектировании информационно-измерительной системы линейных перемещений на базе ДЛП для электро-энергетических систем возможно использование методики анализа систематической погрешности для формирования требований к параметрам и конструктивным характеристикам элементов системы, при которых система будет иметь заданную систематическую погрешность. Для реализации этой методики рекомендуется использовать имитационную модель. 

Ключевые слова

информационно-измерительная система линейных перемещений, имитационная модель, дисперсия, ортогональное пространство, систематическая погрешность, датчик линейных перемещений, коэффициенты Фурье 

 Скачать статью в формате PDF

1. Конюхов, Н. Е. Электромагнитные датчики механических величин / Н. Е. Конюхов, Ф. М. Медников, М. Л. Нечаевский. – Москва : Машиностроение, 1987. – 256 с.
2. Батоврин, А. А. Электромашинные фазовращатели / А. А. Батоврин. – Ленинград : Энергоатомиздат, 1986. – 124 с.
3. Пат. 2272244, МПК G01B 7/00. Фазовый датчик линейных перемещений / Горячев В. Я., Волчихин В. И., Чепасов А. П. – Заявл. 30.06.2004 ; опубл. 20.03.06, Бюл. № 8 ; Приоритет 30.06.2004. – 8 с.
4. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике / И. Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. – Москва : Наука, 1986. – 544 с.
5. Уайлд, Д. Оптимальное проектирование / Д. Уайлд. – Москва : Мир, 1981. – 153 с.
6. Горячев, В. Я. Погрешность информационно-измерительных систем с электромеханическими датчиками / В. Я. Горячев, С. В. Кисляков, Д. И. Нефедьев, Б. П. Сибринин // Информационные технологии в науке и образовании. Проблемы и перспективы. – 2019. – С. 186–189.
7. Горячев, В. Я. Спектральный метод анализа погрешности информационно-измерительной системы / В. Я. Горячев, Д. И. Нефедьев, О. В. Гаврина // Науковедение. – 2014. – № 5 (24). – 43TVN514.