Введение к работе
Актуальность теыы. В развитии средств преобразования информации, ио голкгрэщнх представядаие кнформациц частотой сгігаалов, ноз зіо вьщешпъ 5яд этапоз, каждый из которых был связан, с определенными прорывами в хшершенствовашш методов преобразования частоты к виду, удобному для гдльнейшгто использования н для восприятия человеком.
В настоящее время в развитии частотно-цифровоГі техники наступает но-гый этап, связанный с появлением высокопроизводительных, недорогих :редстз вычисотггельной техники, в частности, міжропроцсссоров* Благодаря іоследшш открываются два пути преодоления основного недостатка класспче-жих иетодов аналого-цифрового преобразования частоты — 'неуправляемости" частотных характеристик.
Первый путь предполагает применение методов цифровой фильтрации. Іравда, лежащий в оскове цифровой фильтрации математический аппарат грвдуснатрквает цнфрозую обработку выборок tvnosamux значений филь-руемого сигнала. В то же время практически все методы аналого-цифрового преобразования частоты ниеют своим результатом среднее значение частоты іа интервале преобразования. Игнорировать эту особенность нельзя, так как озшпсает методическая динамическая погрешность от замены мгновенных наченкй фильтруемого сигнала их средними значениями. Погрешность эта тем іеньше, чем меньше интервал преобразования. Данное обстоятельство обуславливает перелекпшностъ любых методов повышения быстродействия преобразователей частота-код и особенно методов, основанных на предварительном множений частоты.
Второй путь, представляющийся нін более перспективный, состоит в реа-таации негода весового усреднения при преобразовании частоты в код. При гоы удается совиесппъ операции преобразования частоты в код и фильтрата. Однако, существующие иогоды весового усреднения также рассчитаны на рииененне в условиях статических измерений. В связи с этан весьма актуаль-ой представляется задача разработки нетодов синтеза весовых функций (ВФ), беспечивающнх возможность применения частотно-цифровой аппаратуры при инанических измерениях.
Задачи исследования.
-
Анализ существующих методов снижения методической динамической огрешностн от усреднения результата при аиалого-цнфроЕои преобразовлшш астоты.
-
Разработка, и исследование Методов синтеза ВФ по критериям, опреде-язощнм возможности применения частотно-цифровой аппаратуры при
динаїшческнх шкергккях.
-
Разработка и исследование к єіодоб и средств умноження частоти.
-
Разработка частотно-цифровых средств измерения а доведение six до промышленного внедрения її нспользовашш в научных к технических экспериментах.
Методы исследования. В ра5оте использованы теоретические и зкеягри-менгллыше методы кеследсвашвї асгалого-цифрозых преобразователей частотных «агналов. Теоретические исследования проведены с примекешіен теорія! лш-сіішлх иыпупьсиых снегек, теории цифровой фильтрации, истодов нелинейного программирования иииіп , :оішого моделирования.
Научная новпига. Пр-. .. жена классификация методов аналого-цифрового преобразования частоты по призиахаы, суиегтвенныц с точки зро-ннхдіша шпен.
Даі:а оценка -предельной статической погрешности весового измерения частоты при реализации ступенчатой ВФ.
Предложены кчтоды синтеза ВФ пс критериям, определяющий иозиож-ноегь применения частотно-цифровой аппаратуры при дкна г.:; четких измере-ннях.
Разрабога-лы ук ножитеші частоты, обладающий высокими джаиичосзашн характер котика а и.
Основные положения, выдднгаемыд на защиту.
1. Существующие методы аналого-цифрового преобразована частоты б
основной ориентированы на нспояьзозашїо их прн статических измерениях.
Методы цифровой фильтрации не f-аиавэт проблемы прниенешія частотко-
цифровой измерительной аппаратуры при динамических измерениях, tzk как
порождают методическую динамическую погрешность пріз обработке ішоорох
средних значений частоты.
-
Весовое усреднение при аналого-цифровой преобразовании частоты в принципе решает проблему динамических измерении , однако практического применения до сих пор не получило ю-за отсутствия методов снатсто весовых функций по кретерилм, определяющая дшшшічесхую погрешность.
-
Предлагаеиые з работе истоды синтеза весовых функций по критсрияк, обеспечивающий требуемые динамические характеристики, otjdi-чаются относительно неотожной процедурой синтеза и возможностью резлкза-цни полученных ВФ еопрекешшии аппаратурными и программы и и средствами.
4. Большинство существующих истодов умноження частоты кзяяетса *
фжпи-нын средство н пог-ып-елет статим-ескоь точности сяалого-адфровых
образователен частоты. Предлагаемые методы уиноження, основанные па кггйзгїляяіргя функции пзиекегнія фазы производящего процесса, позволяют существенно СНИЗИТЬ дішачнческуго погрешііос-, ;-шоу-нтеля ценою зведення посгоянкой временной задержки.
Практическая ./снность работы состоит в той, что в результате проведенных исследований:
-предложены методики синтеза ВФ, позволяющие осуществлять с;:-ггез ВФ по заданным требованиям к Д5шаин".-?скнн хкхнсгеркетшокі;
-разработаны программы синтеза а оптшшзашн ВФ;
-разработана автоыатширска'лная система атгеста: ;.-і датчнкск давления с частотным выходом, позволяющая, исключать субъективные соепшляхоидпе поірешностк, повысить достоверность результатов и сократить время, затрачиваемое на аттестацию.
Реализация работы. " "
По результатам диссертационной работ;.: бьнп? разр::5ш -:;,; ft ви :'Ц)с:г?.г is НИИ физических измерений (г. Пенза) автоматизированные системы аттестации датчиков и преобразователей с частотный выходом.
Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались: на Всесоюзной научно-технической конференции "Применение методов и средств тензометрии для пз:>. рения ыеханпческих параметров" (Пенза, 1982); на Республиканской научио-техпчческон конференции "Структурные иетоды пог-ыше:-":я точлос-і, »:;-:. лтнггельностн- н быстроде":-епшя нзиеріггодьних приборки и сисгец"(/К.Ч!Оіііір, 19S5); па Всесоюзной научно-технической конференции "Метода! и средстг-"а измерения к-гчаничееких параметров в систенах контроля а управленнн"(Пенза, 1936); на шп'чно-гехническои оеіг'-ларе "Методы и q;cr,cnja нзмерепи:-: механических параметров в системах контроля я упраБНен::л"(Пеііза, 1937); па научно-технической семинаре "Интегрирующие частотные вречл-иапульсные преобразователи и цифровые средства на их ос-.-ове" (Пенза, 1987); па на;; -гехнг-гхескон конфе-рс- '.'ц "Обработка шіфор:л-.-;п;і в аяю'латпзнре:-.:.-:.:-.-: системах научных исследований" (Пенза, 1939); па V Республиканской мес-кот-раслегюй научно-те.тонческон конференции "Теория и практика разработки и внедрения средств а?-томгт-:пацин н робоїизаннм технологически:.: и проклпод явс-шых процессов" (Уфа, 1939); па ежегодных научных ісс-г^ічч-гніи'лл ': --,^ :г-гореко-прснодгуттельского еостета Пензе:'?--.-ого полигехг-нчеек-. - пнсіцтут.і ;Пеіпа, 1931-1990).
ІІУШ'ПіКЗІіНІк.По iir-терналам исследован і!-"і опубликовано тргчг.?дг.,тп> гт-.--'іатньїх работ, десять авторских січідегсльстп и трцзарс-.'н-.тр!і;-:?г.аіших отче.-л
по научно-исследовательской теме
(труктура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, положенных на 168 сгра ницах машинописного текста, с 62 иллюстрациям?!, заключения, списка лггп ратуры, вюдачающего 69 наименований, приложений І,2 (тексты програми) і 3 (акты внедрения).
