Введение к работе
Актуальность' проблемы. Одним из основных путей повышения эффективности научных исследований и обеспеченна качественного контроля производственных процессов явллется применение ноаых методов и средсто измерений, которые .есновааы 'на использовании современных достк/хгний микроэлектроника; и вычислительной техники, таких как интегральные операционные усилители (ОУ), микропроцессоры (МП) н персональное электромнь:^ зычиелнтельные машины (ПЭВМ).
Средства г.і:ч;"Сл:їтєльіісй темшки позволяют существенно расширить обллєте нопмлі'.зоягшия косвенных, совместных и совокупных изме-рений, что, в-частности, относится к задаче измерения параметров комплексных сопротивлений ликечных двухполюсников.
Возможность и простота моделирования различных исследуемых объектов линейными пассивными двухполюсниками, а также хорошо разработанные методы электрических измерений значительно усилили в последнее время интерес к зтой задаче, причем использование средств вычислительной техники позволяет стагллъ попрос cG измерении параметров многог>лелгент\чмх дзухпол/секпкоз (П7-ЛД).
Проблемой; измерении ПМД занимаются российские коллективы под гл'коподстзом профессоров Кцеллера В.Ю., Куликовского К.Л., Мартяши-І.М А.К. и др., которыми получены значительные оезулыаты.
При разработке средств измерения НМД могут быть использованы известные методы моделирования и идентификации линейных систем, частным случаем которых является и пассивный днухподюеник. При этом возникает ряд специфических, недостаточно изученных проблем, связанных с измерением НМД, а именно: возможность определения параметроц данного конкретного двухполюсника и создание универсальных алгоритмов определения параметров различных двухполюсников.
Кроме этого, плохая, как правило, обусловленность задач идентификации линейных, систем требует не только повышения точности измерг-
ний, но и разработки устойчивых.алгоритмов обработки результатов измерений.
Поэтому перспективно направление создания унифицированных средств измерения ПМД на базе ПЭВМ, которое требует развитого программного, обеспечения с применением достаточного числа универсальных алгоритмов определения значений ПМД, что позволяет использовать такие средства для измерения параметров различных двухполюсников.
Диссертационная работа посвящена отмеченным выше проблемам, актуальность которых связана с решением многочисленных практических задач, требующих измерения ПМД, а также рассмотрению методов повышения точности измерения.
Цель работы и задачи исследования. Целью диссертационной работы является разработка теоретических основ определения значений ПМД по результатам измерений в частотной области с использопанием ПЭВМ и создание на этой базе унифицированных методов измерения значений ПМД повышенной точности. Для достижения поставленной цели в работе решены следующие проблемы:
-систематизация задач измерения ПМД, методов и средств мх решения для выделения перспективных подходов в дальнейших исследованиях;
-классификация многоэлементных двухполюсников на основе современных методов анализа и синтеза электрических цепей, а также теории линейных систем;
-получение удобных- критериев разрешимости многоэлементных
двухполюсников; ;
-разработка унифицированных методов определения значений ПМД на основе машинно-ориентированных алгоритмов канонической реализации различных типов'двухполюсников и машинно-ориентированных алгоритмов рациональной интерполяции;
-определение значений оптимальных частот измерения ПМД;
-разработка основных программ для ПЭВМ на базе полученных ал- , горитмов;
-разработка алгоритмов идентификации двухполюсников при приближенном моделировании;
-построение измерительных цепей повышенной точности для автсь-матического измерения ПМД с использованием ПЭВМ;
-исследование основных погрешностей измерения ПМД с использованием ПЭВМ.
Научная нопизна. В работе получены следующие новые научные
результаты: .
-разработана классификация задач определения значений ПМД по уровню задаваемой сложности или фиксированному уровню несогласованности;
-получены критерия разрешимости многоэлементных двухполюсников, основанные на использовании канонической реализации;
-разработаны машинно-ориентированные алгоритмы канонической
реализации Фостера, Кауэра и алгоритмы канонической реализации мос
товых структур; ^
-получены алгоритмы рациональной интерполяции, необходимые
для определения значений ПМД; ' .
-предложена методика определения оптимальных значений часгот измерений при определении параметров RC, #Z,-многоэлементных двухполюсников при допустимом уровне сложности, позволяющая повысить устойчивость и упростить алгоритмы определения значений ПМД.
Достоверность разработанных критериев и алгоритмов подтверждается результатами экспериментальных исследораний и имитационным-моделированием на ПЭВМ.
Практическое значение. Результаты исследований были использованы, для определения параметров многоэлементных схем замещения датчиков. Изложенная в работе теория и методология позволили повысить
точность определения значений ІМД и увеличить число измеряемых параметров.
Личный вклад автора в работы, выполненные в соавторстве состоит в постановке задач, получении аналитических результатов и проведении теоретических расчетов.
Реализация результатов работы. Полученные научные результаты были внедрены и использованы в виде проіраммного обеспечения в ходе научных исследований и п производстве в НИИФИ (г. Пенза) для измерения параметров датчиков давления и на заводе приборов и ферритов (г. Кузнецк Пенз. обл.) для контроля параметров ферритоъых сердечников.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного материала, заключения и списка литературы, содержащего 110 наименований и четырех приложений. Общий объем работы составляет 150 страниц основного текста, в том числе 19 рисунков, 9 таблиц и4 приложения.
