ПРИМЕНЕНИЕ ФАЗОЧАСТОТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЛЯ ИДЕНТИФИКАЦИИ СХЕМ ЗАМЕЩЕНИЯ ПАРАМЕТРИЧЕСКИХ ДАТЧИКОВ

Чернецов Михаил Владимирович, кандидат технических наук, доцент, заведующий кафедрой технического управления качеством, Пензенский государственный технологический университет (Россия, г. Пенза, пр. Байдукова / ул. Гагарина, 1а/11), kafedratuk@yandex.ru

621.317.08

DOI

10.21685/2307-5538-2018-2-4

Актуальность и цели. Объектом исследования являются методы идентификации схем замещения параметрических датчиков в виде двухполюсной электрической цепи. Известные методы идентификации, основанные на анализе спектральных характеристик, в качестве промежуточных величин используют интенсивность составляющих выходного сигнала, которые зависят от напряжения, тока и других факторов, включая помехи. Более высокая точность достигается при использовании в качестве промежуточных величин частоты и фазы, которые более устойчивы к воздействию помех, а точность эталона частоты (времени) на порядок выше. Поэтому разработка методов идентифика-
ции схем замещения параметрических датчиков по их фазным характеристикам, несомненно, актуальна. Целью работы является разработка методов, условий, а также выявление характерных признаков, упрощающих идентификацию схем замещения в виде двухполюсных электрических цепей на основе исследования фазочастотных характеристик.
Материалы и методы. Предложено при идентификации двухполюсных цепей использовать не только фазочастотные характеристики, но и дифференциальные фазочастотные характеристики, что позволяет уточнить особенности топологии электрических цепей и повысить достоверность результата. Показана возможность получения неоднозначного решения для схем цепей, содержащих параллельно соединенные конденсатор и индуктивность, изготовленную из провода, имеющего сопротивление. При анализе использованы известные положения теории электрических цепей и программное обеспечение MatLab.
Результаты. Разработаны методы идентификации схем замещения в виде двухполюсных электрических цепей параметрических датчиков, основанные на анализе фазочастотных и дифференциальных фазочастотных характеристик. Предложены алгоритмы анализа и проведено исследование на примере схемы замещения индуктивного
датчика. Выявлены условия, при которых возможно принятие неоднозначного решения при идентификации схемы замещения.
Выводы. Развиты положения теории идентификации схем замещения параметрических датчиков, описываемых двухполюсной электрической схемой, путем использования при принятии решения результатов анализа фазочастотных и дифференциальных фазочастотных характеристик. Исследования алгоритмов принятия решений и полученные результаты совпадают с основными положениями теории электрических цепей.

Ключевые слова

идентификация двухполюсных электрических цепей, комплексное сопротивление, фазочастотные характеристики, дифференциальные фазочастотные характеристики, параметрический датчик, схема замещения

 Скачать статью в формате PDF

1. Афонский, А. А. Цифровые анализаторы спектра, сигналов и логики / А. А. Афонский, В. П. Дьяконов. – М. : СОЛОН-ПРЕСС, 2009. – 248 с.
2. Новицкий, П. В. Цифровые приборы с частотными датчиками / П. В. Новицкий, В. Г. Кнорринг, В. С. Гутников. – Л. : Энергия, 1970.– 420 с.
3. Любимов, Э. В. Mathcad. Теория и практика проведения электротехнических расчетов в среде Mathcad и Multisim (+ DVD-ROM) / Э. В. Любимов. – М. : Наука и техника, 2012. – 400 c.
4. Гультяев, А. К. MATLAB 5.3. Имитационное моделирование в среде Windows : практ. пособие / А. К. Гультяев. – СПб. : КОРОНА принт, 2001. – 400 с.
5. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи / Л. А. Бессонов. – М. : Высш. шк., 1996. – 578 с.
6. Михотин, П. В. Использование фазовых спектров для идентификации и измерения параметров линейных систем / П. В. Михотин, М. В. Чернецов // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2007. – Т. 1. – С. 354–355.
7. Варламов, Ю. В. Способ измерения фазового сдвига с использованием биспектральных представлений / Ю. В. Варламов, В. Д. Михотин, М. В. Чернецов // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2007. – Т. 1. – С. 329–330.
8. Чернецов, М. В. Идентификация топологии двухполюсных электрических цепей МДП-структур / М. В. Чернецов // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2009. – Т. 1. – С. 452–453.