Delist.ru

Анализ и синтез фазовых датчиков механических величин с бегущим магнитным полем для информационно-измерительных и управляющих систем (07.09.2007)

Автор: ГОРЯЧЕВ ВЛАДИМИР ЯКОВЛЕВИЧ

Выбор, разработка и обоснование методов анализа систематической погрешности систем измерения параметров угловых и линейных перемещений.

Анализ систематических погрешностей измерительных систем.

Определение степени влияния различных факторов на результирующую погрешность измерительной системы.

Выбор модели погрешности измерительных систем, позволяющей провести полный анализ метрологических характеристик.

Обоснование способов определения электрических параметров систем измерения механических величин.

Разработка метода проектирования измерительных систем с заданными метрологическими свойствами.

Разработка способов получения передаточных функций измерительных систем с фазовыми датчиками механических величин.

Объект исследования: измерительные системы механических величин с фазовыми датчиками линейных и угловых перемещений.

Основные методы научных исследований. Методологическую основу работы составила классическая теория электромагнитных устройств на основе введенных удельных первичных параметров, идеализации процессов в электромагнитной системе, с одной стороны, и дискретизация характеристик магнитопровода, с другой.

В процессе исследований использованы методы математического анализа, организации натурных и компьютерных испытаний имитационной модели с последующей обработкой результатов экспериментов, методы численного анализа. Синтез измерительных систем с фазовыми датчиками и определение требований к конструктивным параметрам датчиков выполнены с помощью разработанного спектрального метода анализа систематических погрешностей факторов.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций диссертации подтверждена результатами исследования измерительных систем, разработанных в рамках выполнения договорных и госбюджетных работ.

Научная новизна результатов, полученных в диссертационной работе, заключается в следующем:

Впервые разработан спектральный метод анализа погрешности измерительной системы, позволяющий учитывать взаимное влияние факторов.

Предложен алгоритм синтеза измерительной системы с заданными метрологическими характеристиками.

Разработан принцип построения новой базовой электромагнитной системы с бегущим магнитным полем, позволившей создать ряд датчиков параметров линейных и угловых перемещений.

Впервые разработана методика анализа процессов в электромагнитной системе на основе использования удельных параметров распределенного магнитопровода.

Получены аналитические зависимости фазовой ошибки от перемещения при учете влияния большинства конструктивных факторов.

Разработаны принципы построения имитационной модели измерительной системы на основе датчиков с плоскопараллельным бегущим магнитным полем.

Выработаны рекомендации для проектирования систем измерения механических величин.

Определены пути получения передаточных функций измерительных систем с фазовыми датчиками, работающими в различных режимах.

Практическая ценность работы заключается в развитии теории бегущего магнитного поля электромагнитных систем, расширении области применения фазовращателей на линейные перемещения, в использовании спектрального метода анализа систематических погрешностей при проектировании измерительных систем.

Разработана электромагнитная система, позволяющая использовать фазовый признак выходного сигнала для измерения параметров линейных и угловых перемещений на базе универсальной технологии обработки информации, расширить область применения фазового признака выходного сигнала и повысить надежность измерительных систем.

Предложен принцип построения датчиков различного назначения для измерения параметров угловых и линейных перемещений.

Разработаны различные способы реализации электромагнитной системы, повышающие технологичность изготовления электромагнитных конструкций.

Определены пути получения передаточных функций и схем замещения датчиков с бегущим магнитным полем для анализа свойств систем автоматического управления и регулирования.

Разработана методика определения статических и динамических свойств датчиков.

Разработана базовая имитационная модель измерительной системы с бегущим магнитным полем, позволяющая проводить полный анализ электрических и метрологических свойств измерительной системы.

Предложен алгоритм проектирования измерительных систем из условия получения системы с заданной погрешностью измерений.

Диссертационная работа выполнялась в соответствии с планом госбюджетных научно-исследовательских работ «Разработка датчиковой аппаратуры».

Теоретические и практические результаты диссертационной работы использованы при выполнении НИР «Разработка критериев оценки качества средств восприятия информации» в рамках сотрудничества с КБ «САЛЮТ», г. Москва; НИОКР «Система измерения механических величин» в рамках сотрудничества с ПО «Электромеханика», г. Пенза; НИОКР «Разработка датчиковой аппаратуры» в рамках сотрудничества с в.ч. № 2531 г. Железнодорожный Московской области.

На защиту выносятся:

Спектральный метод анализа систематической погрешности измерительной системы, позволяющий получить систематическую погрешность с учетом взаимного влияния факторов.

Принципы построения электромагнитной системы с бегущим магнитным полем.

Теория электромагнитной системы с плососкопараллельным бегущим магнитным полем.

Методика использования результатов анализа систематической погрешности для синтеза измерительных систем.

Совокупность математических моделей, позволяющих определить влияние большинства конструктивных факторов на погрешность измерительной системы.

Методологию определения статических и динамических характеристик измерительных систем механических величин.

Алгоритм проектирования измерительных систем механических величин с заданными метрологическими характеристиками.

Апробация работы. Основные положения диссертации, результаты проведенных исследований, опыт практического применения разработок докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, всесоюзных, региональных и отраслевых научно-технических симпозиумах, конференциях и семинарах: Международный симпозиум «Надежность и качество», Пенза, 2007 г.; Международная научно-техническая конференция «Проблемы автоматизации и управления в технических системах», Пенза, 2007 г.; Международный симпозиум «Надежность и качество», Пенза, 2006 г.; Международный юбилейный симпозиум «Актуальные проблемы науки и образования», Пенза, 2003 г.; Международный симпозиум «Надежность и качество», Пенза, 2005 г.; Международная научно-техническая конференция «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации» («Измерения-2006»), Пенза, 2006 г.; Международная научно-техническая конференция «Методы, средства и технологии получения и обработки измерительной информации» («Измерения-2004»), Пенза, 2004 г.; научно-техническая конференция «Автоматизация производства», Тула, 1994 г.; научно-техническая конференция «Измерения и контроль при автоматизации», Барнаул, 1991 г.; научно-техническая конференция «Методы

и средства измерения», Пенза, 1992 г.; научно-техническая конференция «Проблемы применения микропроцессорных контроллеров», Минск, 1991 г.; научно-техническая конференция «Методы и средства измерения механических параметров», Пенза, 1990 г.; научно-техническая конференция «Информатика и системы управления», Москва, 1989 г.; научно-техническая конференция «Методы и средства измерения», Пенза, 1989 г.; научно-техническая конференция «Теория и практика производственных процессов», Уфа, 1989 г.;

загрузка...