+
АНАЛИЗ ПОГРЕШНОСТИ МЕТОДА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СИГНАЛОВ, ОСНОВАННОГО НА СРАВНЕНИИ МГНОВЕННЫХ ЗНАЧЕНИЙ ИХ ОРТОГОНАЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ
стр.5-12
Мелентьев Владимир Сергеевич, Поздеева Елена Владиславовна, Пескова Анастасия Сергеевна
Актуальность и цели . Предметом исследования является метод определения параметров, основанный на пространственном и временном разделении мгновенных значений гармонических сигналов. Целью работы является исследование нового метода определения параметров гармонических сигналов, реализация которого предусматривает формирование ортогональных составляющих напряжения и сравнение их мгновенных значений. Материалы и методы . Предложен подход к определению параметров на основе формирования только дополнительного напряжения и измерении мгновенных значений сигналов, распределенных в пространстве и во времени. При анализе погрешности, обусловленной отклонением реальных сигналов от принятой гармонической модели, используется известная методика, основанная на оценке погрешности результата измерения параметра как функции, аргументы которой заданы приближенно с погрешностью, характеризующей отклонение модели от реального сигнала в соответствующих точках. Результаты . Использование нового подхода к определению параметров гармонических сигналов позволило разработать метод, в котором, в отличие от большинства известных методов, основанных на использовании дополнительных сигналов, формируется только одно дополнительное напряжение и измеряются только мгновенные значения входного напряжения и тока. Это значительно сокращает аппаратурные затраты при его реализации. Приведены результаты оценки влияния степени отклонения реальных сигналов от гармонической модели на результирующую погрешность определения параметров. Выводы . Реализация разработанного метода определения информативных параметров обеспечивает существенное сокращение аппаратурных затрат. Полученные в работе результаты позволяют оценивать погрешность определения информативных параметров при отклонении входных сигналов от гармонической модели, а также выбирать параметры измерительного процесса в соответствии со спектральным составом сигналов и требованиями по точности измерения.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МИКРОКОНТРОЛЛЕРОВ ПРИ ПРЕОБРАЗОВАНИИ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА В ЦИФРОВОЙ КОД
стр.13-22
Трофимов Вадим Юрьевич, Шахмейстер Леонид Ефимович
Актуальность и цели. Целью работы являются измерения коэффициента преобразования дифференциального частотного датчика с помощью двух возможных методов и анализ полученных погрешностей, связанных с использованием этих методов. Материалы и методы. Измерение коэффициента преобразования дифференциального частотного датчика целесообразно осуществлять либо измерением разностной частоты каналов датчика с дополнительным измерением задержки поступления импульсов со второго канала относительно импульсов с первого канала датчика в начале и конце периода измерения разностной частоты, либо измерением частот каждого канала по отдельности. Результаты. Вариант измерения разностной частоты без учета задержек имеет погрешность дискретности определения коэффициента преобразования, примерно в 20 раз больше погрешности других вариантов. Погрешность определения коэффициента преобразования, обусловленная дискретностью измерений, при измерении разностной частоты с учетом измерения задержек равна аналогичной погрешности при измерении частот каждого канала датчика. Выводы. Погрешности измерения коэффициента преобразования датчика при использовании рассмотренных методов практически одинаковы.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ЗАВИСИМОСТЬ ПАДЕНИЯ МОЩНОСТИ СИГНАЛА ПРИ РАДИОЧАСТОТНОМ МОНИТОРИНГЕ ЛЕСНОГО ФОНДА ОТ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ
стр.23-29
Санников Сергей Петрович, Побединский Владимир Викторович, Бородулин Игорь Викторович, Черницын Максим Александрович, Кузьминов Никита Сергеевич
Актуальность и цели . Целью работы является получение функциональной зависимости потери мощности сигнала при радиочастотном мониторинге участка леса с помощью сети RFID устройств. Материалы и методы . Рассмотрены процедуры содержательной постановки задачи нечеткого моделирования, приведения к нечеткости, разработки базы правил нечеткой продукции. Синтез нечеткой модели результирующей зависимости падения мощности сигнала выполнен средствами Fuzzy Lоgiс Тооlbох приложения МаtLаb. Результаты . Полученная в результате нечеткого вывода функция является достаточно корректной математически и может использоваться для прогнозирования величины потери мощности сигнала при различных конструктивных параметрах и диэлектрической проницаемости среды в процессе радиочастотного мониторинга. Выводы . Предлагаемая функция потери мощности сигнала, построенная на основе нечеткого вывода, учитывает основные параметры лесной среды, а сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными указывает на достаточную адекватность разработанной модели, позволяющей ей реализовать принципиально новый подход к решению задачи.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ПОДАВЛЕНИЕ АКУСТИЧЕСКИХ ЭХОСИГНАЛОВ МЕТОДОМ АДАПТИВНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ НА ОСНОВЕ КОМПЛЕМЕНТАРНОЙ МНОЖЕСТВЕННОЙ ДЕКОМПОЗИЦИИ НА ЭМПИРИЧЕСКИЕ МОДЫ
стр.30-39
Квитка Юрий Сергеевич, Алимурадов Алан Казанферович, Чураков Петр Павлович, Грачев Андрей Владимирович
Актуальность и цели. В условиях шумной обстановки на территории проведения спасательных работ при использовании акустических приборов поиска достаточно актуальным является вопрос фильтрации и подавления эхосигнала, ухудшающего разборчивость полезной информации и способствующего неправильному обнаружению. Целью работы является реализация субполосной фильтрации акустических сигналов на основе адаптивных методов обработки для использования в акустических приборах ведения поисковых работ. Материалы и методы. Для реализации субполосной адаптивной фильтрации использовался метод адаптивного разложения нестационарных сигналов - декомпозиция на эмпирические моды (ДЭМ) и ее модификация - комплементарная множественная ДЭМ (КМДЭМ). Результаты. На основе обзора способов адаптивной фильтрации и методов декомпозиции разработан алгоритм субполосной адаптивной фильтрации. Представлена блок-схема алгоритма с подробным математическим описанием этапов фильтрации. Проведено исследование алгоритма, реализованного на методах ДЭМ и КМДЭМ, представлен сравнительный анализ полученных результатов. Выводы. Алгоритм субполосной адаптивной фильтрации на основе КМДЭМ обеспечивает большее подавление эхосигналов и рекомендуется для практического использования в акустических приборах ведения поисковых работ.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ВЫХОДНОЙ СИГНАЛ КРЕМНИЕВОГО РЕЗОНАНСНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ДАВЛЕНИЯ
стр.40-46
Кудрявцева Дарья Александровна, Цыпин Борис Вульфович
Актуальность и цели. Объект исследования - конструкция кремниевого резонансного преобразователя давления. Предмет - температурная погрешность предложенной конструкции преобразователя. Цель работы - исследование влияние изменений температуры на выходной сигнал кремниевого резонансного преобразователя давления. Материалы и методы. Приведены и обоснованы преимущества использования резонансного метода преобразования измерительных сигналов датчиков механических величин для создания средств измерений, отличающихся повышенной помехоустойчивостью. Предложена конструкция резонансного преобразователя давления в виде монолитной рамки со струной из монокристаллического кремния, работающей в режиме заданной длины. Рассмотрены преимущество монокристаллического кремния как материала для изготовления колебательного элемента. Приведены механические характеристики сплавов, традиционно применяемых в приборостроении для изготовления чувствительных элементов средств измерений деформационного типа. Исследована модель температурной погрешности резонансного преобразователя давления, полученная методом дифференцирования функции преобразования. Результаты. Для исследования влияния температуры на функцию преобразования кремниевого резонансного преобразователя давления получена модель температурной погрешности и проведено математическое моделирование погрешности в диапазоне до 300 ºС для вариантов использования технологий классического приборостроения и МЭМС-технологий, предполагающих в первом случае применение прецизионных сплавов, а во втором - монокристаллического кремния. Выводы. Результаты проведенных исследований показывают, что предложенная конструкция кремниевого резонансного преобразователя лишена недостатков, присущих традиционным вариантам с металлической струной, и обладает лучшей воспроизводимостью характеристик. Показано, что температурная погрешность предложенной кремниевой конструкции значительно меньше, чем у конструкции со струнами из прецизионных сплавов.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ОСНОВНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКОГО ДАТЧИКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ТОКА НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА ФАРАДЕЯ В BiSiO И BiGeO
стр.47-53
Дёмин Андрей Николаевич, Смыслов Владимир Иванович, Потапов Тимофей Владимирович
Актуальность и цели . Рассматривается актуальный вопрос экспериментального определения основной погрешности волоконно-оптических датчиков электрического тока (ВОДТ). ВОДТ по сравнению с другими датчиками тока обладают рядом преимуществ, что вызывает к ним значительный практический интерес и уже обеспечивают их применение. Объектом исследования являются ВОДТ на основе кристаллов с кубической симметрией BiSiO и BiGeO. Предметом исследования является основная погрешность измерения таких ВОДТ. Цель работы - экспериментальный анализ градуировочной характеристики и основной погрешности измерения ВОДТ. Материалы и методы. Рассмотрена структурная схема однопроходного ВОДТ на кристаллах с кубической симметрией BiSiO и BiGeO. Предложена методика и схема калибровки ВОДТ, позволяющая осуществлять построение характеристики преобразования датчика и производить анализ составляющих его основной погрешности. При калибровке ВОДТ помещается в длинный соленоид, в котором при протекании тока создается однородное магнитное поле, пропорциональное току. Величина тока в соленоиде задается и регулируется по заданной программе с помощью компьютера. Магнитное поле соленоида, пропорциональное току, измеряется ВОДТ. Его сигнал через аналого-цифровой преобразователь вводится в компьютер, где сравнивается с заданным значением тока. Результаты. Проведенный анализ градуировочной характеристики и составляющих его основной погрешности измерения показал, что характеристика датчика является линейной. Случайные ошибки измерения ВОДТ обусловлены шумами всего измерительного канала ВОДТ: флуктуациями мощности источника излучения, шумами фотоприемного устройства, флуктуациями потерь мощности излучения в оптических волокнах и соединителях, межмодовыми шумами, возникающими в процессе распространения света в волокне. Эти шумы приводят к ограничению точности измерений. На точность измерений также влияют погрешности средств градуировки, среди которых самой существенной является погрешность квантования аналого-цифрового преобразователя. Плотность вероятности распределения измеренных значений ВОДТ токов по ансамблю независимых значений удовлетворительно описываются по законам Гаусса. Выводы. Предложена методика и схема экспериментальных исследований основной погрешности волоконно-оптического датчика электрического тока на основе эффекта Фарадея в BiGeO, которые позволяют проводить построение градуировочной характеристики и исследование основной погрешности ВОДТ. Проанализированы причины возникновения и количественные величины составляющих основной погрешности измерений ВОДТ на основе эффекта Фарадея в BiGeO. Проведенный анализ погрешностей показал, что указанные датчики могут обеспечить основную относительную погрешность измерения электрического тока, не превышающую ±1 %. Для снижения основной погрешности измерения ВОДТ необходимо применять специальные дополнительные меры, относящиеся как к конструктивным, так и к технологическим приемам уменьшения основной погрешности.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ УРОВНЕМЕРОВ
стр.54-60
Савенков Александр Валерьевич, Першенков Петр Петрович
Актуальность и цели. Целью статьи является анализ возможных решений для измерения уровня жидких веществ и предложение оптимальных способов для инновационного проектирования датчиков уровня жидких веществ, используемых для измерительных целей. Материалы и методы. Проанализирована аналогия между распространением волны в акустической среде и линией передачи, что позволяет описывать электромеханическую передачу сигнала в пьезоэлектрическом материале, который является основой рабочего элемента ультразвукового преобразователя. Задача предварительного моделирования ультразвуковых систем сводится к построению модели ультразвукового преобразователя с применением электрических компонентов, таких как линия передачи и управляемые источники тока и напряжения. Результаты. Предложена методика для компьютерного моделирования выходного сигнала с ультразвукового преобразователя на начальном этапе инженерного проектирования готового электронного изделия. Выводы. Предлагаются рекомендации по проектированию датчиков уровня жидких веществ с учетом возможностей компьютерного моделирования для гарантированной надежной работы в реальных условиях при решении измерительных задач различной сложности.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
+
НОВЫЙ ПОДХОД К СОВЕРШЕНСТВОВАНИЮ ИНТЕГРИРУЮЩИХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ
стр.61-68
Сидорова Ирина Александровна
Актуальность и цели. Рассмотрены некоторые особенности анализа и синтеза интегрирующих измерительных преобразователей, относящихся к классу нелинейных динамических систем. Объектом исследования являются интегрирующие измерительные преобразователи с однобитным квантованием замкнутой структуры. Целью работы является поиск новых путей совершенствования интегрирующих измерительных преобразователей как базового элемента информационно-измерительных систем. Материалы и методы. Используется системный подход к рассмотрению интегрирующих измерительных преобразователей, применяется эффективный метод анализа и переноса достижений из смежных областей, основанный на общности математических моделей. Результаты. Предложен новый подход к решению задач совершенствования интегрирующих измерительных преобразователей для информационно-измерительных систем, согласно которому интегрирующий измерительный преобразователь рассматривается как нелинейная динамическая структура, для описания которой применяется математическая теория детерминированного хаоса. Выводы. Новый подход позволяет существенно расширить область поиска новых технических решений, проводить исследования свойств нелинейных интегрирующих измерительных преобразователей с использованием элементов анализа теории динамического хаоса, в перспективе использовать технические возможности по реализации сложных методов цифровой обработки сигналов и получить максимальный технический эффект при практическом использовании интегрирующих измерительных преобразователей для решения сложных инженерных задач в информационно-измерительных системах.
Загружаем данные из библиотечной системы...
Ключевые слова
