ОТОБРАЖЕНИЯ ТИПОВЫХ СТРУКТУР ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ЦЕПЕЙ В СТРУКТУРЫ ОБОБЩЕННЫХ СИГНАЛЬНЫХ ГРАФОВ 

Медведева Светлана Николаевна, кандидат технических наук, доцент, кафедра электроэнергетики и электротехники, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40), E-mail: sn-medvedeva@yandex.ru
Чернецов Владимир Иванович, доктор технических наук, профессор, кафедра прикладной и бизнес-информатики, Пензенский казачий институт технологий (филиал) Московского государственного университета технологий и управления имени К. Г. Разумовского (Первый казачий университет) (Россия, г. Пенза, ул. Володарского, 6), E-mail: chvi.fortuna@mail.ru
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), E-mail: kafedratuk@yandex.ru 

519.171, 621.317.3 

DOI

10.21685/2307-5538-2019-2-6 

Актуальность и цели. Объектом исследования являются измерительные цепи типовых объектов разной природы: физические и биологические объекты, цифроаналоговые преобразователи на основе поразрядных резистивных сеток, длинные линии связи, резистивно-емкостные датчики и др. Они отображаются с помощью обобщенных сигнальных графов (ОСГ), и их параметры рассчитываются графоаналитическими методами. Целью работы является уточнение классификации ОСГ для типовых структур измерительных цепей.
Материалы и методы. В основе исследования использован топологический подход к изучаемым объектам и явлениям. Полученные результаты согласуются с основными положениями теории графов и алгебраических методов, позволяющих быстро получить математические выражения.
Результаты. Исследованы различные объекты и их структуры в виде ОСГ. Выявлено, что в графах типовых измерительных схем часто встречаются повторяющиеся по топологии подграфы. Среди топологических структур как типовые элементы необходимо выделить звездообразные, кольцевые, меандровые и ленточные ОСГ. Получены уравнения для расчета параметров типовых измерительных схем.
Выводы. Показано, что среди всех приведенных структур ОСГ особое место занимают ленточные ОСГ, которые можно рассматривать как наиболее универсальные типовые элементы, из которых могут быть сложены обобщенные сигнальные графы иных типов. Отображение структур измерительных цепей в виде ОСГ имеет практический интерес, поскольку они характеризуют реальные физические объекты и упрощают расчет их параметров, используя топологические формулы для типовых измерительных цепей. 

Ключевые слова

измерительная цепь, эквивалентная схема замещения, обобщенный сигнальный граф 

 Скачать статью в формате PDF

1. Датчики : справочное пособие / В. М. Шарапов, Е. С. Полищук, Н. Д. Кошевой, Г. Г. Ишанин, И. Г. Минаев, А. С. Совлуков ; под общ. ред. В. М. Шарапова, Е. С. Полищука. – Москва : Техносфера, 2012. – 624 с.
2. Мартяшин, А. И. Основы инвариантного преобразования параметров электрических цепей / А. И. Мартяшин, К. Л. Куликовский, С. К. Куроедов, Л. В. Орлова. – Москва : Энергоатомиздат, 1990. – 261 с.
3. Чернецов, М. В. Применение фазочастотных характеристик для идентификации схем замещения параметрических датчиков / М. В. Чернецов // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2018. – № 2 (24). – С. 26–33.
4. Добровинский, И. Р. Структурно-параметрическая идентификация физических процессов в виде двухполюсников / И. Р. Добровинский, А. И. Кислов, А. С. Кибиткин, С. Б. Шахов // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2012. – № 1. – С. 26–34.
5. Медведева, С. Н. Анализ и синтез измерительных цепей датчиков с распределенными параметрами : дис. … канд. техн. наук / Медведева С. Н. – Пенза, 2002. – 213 с.
6. Анисимов, В. И. Топологический расчет электронных схем / В. И. Анисимов. – Ленинград : Энергия, 1977. – 240 с.
7. Сапельников, В. М. Функциональные цифроаналоговые преобразователи и их роль в развитии приборостроения / В. М. Сапельников // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. – 2014. – № 1 (7). – С. 4–14.
8. Бессонов, Л. А. Теоретические основы электротехники. Электрические цепи / Л. А. Бессонов. – 9-е изд., перераб. и доп. – Москва : Высш. шк., 1996. – 638 с.
9. Использование топологических графов для расчета схем узлов средств измерений на операционных усилителях и анализа их погрешностей / И. Р. Добровинский, Е. А. Ломтев, Ю. Т. Медведик, П. М. Стеблев, А. А. Трофимов // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. – 2011. – № 1 (17). – С. 139–147.
10. Чернецов, М. В. Унифицирующие измерительные преобразователи физических величин на базе резистивно-емкостных датчиков : дис. … канд. техн. наук / Чернецов М. В. – Пенза : ПГУ, 2001. – 215 с.
11. Медведева, С. Н. Моделирование линий задержки посредством обобщенных сигнальных графов / С. Н. Медведева, В. Д. Михотин, В. И. Чернецов // Труды Международного симпозиума Надежность и качество. – 2006. – Т. 1. – С. 302–303.