автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Базовый ИВК для систем автоматизации рентгеновских физических исследований

САМАРСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ -ИНСТИТУТ ии.В.В.КУЙЕШЕВА

На правах рукописи

ХАВЛпН ОЛЕГ- ВЛАДИМИРОВИЧ

УДК 681.518.3:548.73 (043.3)

Ълоиопп ийК дик СЙСТКМ АВТОМАТИЗАЦИИ РЕНТГЕНОВСКИХ ФИЗИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Специальность 05.11.16 - Информационно-измерительные

системы (в промышленности)

ня ::о;;скание ученой степени технических наук

Самара - 1992

Г О Г'"'1

Работа выполнена в Самарском ордена Трудового Красного

Знамени политехническом институте им. Б.В.Куйбышева

Научный руководитель; Заслуженный деятель науки и техники доктор технических наук, профессор ■К.Л.Куликовский

■Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

В.С.Семеновг

кандидат технических наук,доцент А.В.Крыкановский

Ведущее предприятие: 11КБ АСУ г.Самара

Защита состоится "¿к " 199% г. б /О часов в

ауд.23 на заседании Специализированного совета Д 063.16.01 Самарского ордена Трудового Красного Знамени политехнического института им.В.В.Куйбышева по адресу: 443010, г.Самара, ул.Галактионовская,141.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сажрсхоп политехнического института по адресу: ул.ПервомайскаяДб.

Автореферат разослан " ¿2 " 199^ г.

Ученый с егере тар ь специализированного совета ./

кандидат технических наук, . /¿¡Р^У доцент ' ¿/ ' В.Г-Киров •

ОБДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность. Повышение производительности труда и эффектиз-ги производства на основе экономии трудовых и материальных ре-

сг;-;зг::с о зи;: абссс?..-л разработки в кратчайшие сро-' -гр'■ кн^окскаезственных машин, !-.'.ехалкзмсз, ■ '.: • л?г,:нгес?. " аг~о:.:ат;:з:грозглт:п.ог про:;?-

■ ■ .. "'С ■•.'.■- современным ':рсбог;а::;:ям. Решг.~ птой яапачи твебует не только повысить качество выпускаемых

■ - ■ л ее ■ ■;•, тхзебуеычми характеристиками и улу-.^..и..-; :.-лсссегойкоетк, нэдзхностк, сслротквленмк;

- '-.л-..'л- ;; опонк; , . с;:сго

иожны только при количественном описании структуры. Любые, в том

«я з действятельну» оценку структурных характеристик. Одно кз ведущих мест среди разнообразных методов исследовя-структурь1 вецесть -занимают рзнтгеновские дифрактометрические оды (РДМ). Большое прикладное значение РДМ объясняется извест-из опыта зависимостью свойств веп|еств от их структуры, причем олкпей степени чем от состава.

-м.и изШРГСНС '¡ТЗУК'ГУШОГО'гКЭЛИЗа (РСА) р»ЗЕЧ-

.-. ■. '-•:" :-.зг::л кя ' ■ ' У' .' "Г''::!:-";"* ого давления л станочных конструкций.

гул

связан не только с усовершенствованием и усложнением соиотвсп-рентгеновской аппаратуры, но и с-методами и средствами автома-аси;: скспоримента и процесса измерений. Одним кз наиболее тру—

лгпоттсг'р»/!.!«« ччаппотикп-тгйогманионньял методам получения и

тистических методов, алгоритмов и СИ для автоматизации РСА, < ветствующих современному состоянию средств информационно-изм! тельной,и вычислительной техники, способных обеспечить комгш ное решение задачи автоматизации исследований. Стандартные ш метры рентгенооптической части представляют возможность создг базовой ИВК для систем автоматизации. При этом необходимо рас реть как системотехнические, так и метрологические проблемы с за базового ИВК и рентгеновских ИИС на их основе.

Составной частью этой проблемы являются вопросы эксперт тального автоматизированного определения метрологических харг ристик (ЫХ) измерительных каналов (ИК) ИВК и рентгеновски № Для разработки, реализации и исследования исходов повышения 1 сти РСА требуются- экспериментальные данные о свойствах погреп ИК, информационные характеристики об измеряемых величинах, аг щих факторах, соотношении погрешности ИВК, как СИ, и других с вляющих в результирующей погрешности измерения.

Работа выполнена в рамках Комплексных программ МВ и СС0 и АН СССР "Автоматизация научных исследований" и "Надежность струкций" и Целевой программы "Создание и развитие автоматизм нных систем научных исследований и систем автоматизированного ектирования с применением стандартной аппаратуры КАМАК и изме тельно-вычислительных комплексов", утвержденной Постановление ГКНТ СССР и АН СССР.

Целью диссертационной работы является разработка и иссле ние методического и метрологического обеспечения рентгеновски на основе базового ИВК, алгоритмов функционирования и обработ результатов измерений, минимизирующих, результирующую погрешно системы, а также создание методики, алгоритмов и прикладных п раым экспериментального автоматизированного определения метро, ческих характеристик компонентов ИВК.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены с. ющие задачи:

- проведен метрологический аналйз физических основ метод РСА с целью оценки их предельных уровней и определения услови: достижения; " .

- проведен анализ тенденций развития средств автоматизац рентгеновских исследований и выявлены перспективные аппаратны! средства современных рентгеновских ИИС;

- произведен выбор и обоснование математической модели п< шности ИК типовой структуры рентгеновских ИИС и количество МХ лежащих нормирован!® и контролю;

- разработан и исследован алгоритм оценки MX, а также алго-оценки технических показателей, влияющих на MX;

- проведены теоретические и' экспериментальные исследования

дностей и особенностей функционирования системы;

- разработан адаптивный статистический алгоритм оценки сред-корости счета (ССС)•

- реализована и внедрена методика и автоматизировавшая КИС цепки UX базового ИВК;

- исследование алгоритмов идентификации физических парамет-целью определения и оценки влияния случайной и систематичес-

оставлязяцих погрешности измерения ССС и углов дифракции;

- исследована зависимость величины результирующей погрешнос-параметров измерительного процесса и разработано методичес-

беепввенч? базового ИВК;

- ряэрчбот.ч™ алгоритмы обработки результатов измерений и зонирования ИИС, минимизирующие' результирующую погрешность;

- проведено обоснование принципов построения децентрализова-ренттеновских ИИС на базе унифицированного микропроцессорно-дуля, разработаны функциональные и принципиальные схемы ос-к модулей ИВК.

Методы исследования базируются на аппарате теории вероятнос-î математической статистики, .прикладного еяализа слутайнда

:ссов, теории измерений и методов численного анализа. Метода-:сперкментальной проверки- результатов работы являлось м=;ема-:кое моделирование на ЭВМ и физическое моделирование нв маке; реальных компонентах системы. Научная новизна работы заключается в следующем:

- разработан адаптивный алгоритм оценки ССС, ориентированный жменение в ИИС с активным измерительным процессом;

- разработал прямой метод и алгоритм вторичной обработки дая-который дает точное решение,'содержит только перемножение

цт маянх размерностей и 'не содержит обращений матриц; ~ разработаны и исследованы алгоритмы аппроксимативной оцен-¿р^атров Ci и их производных, представленных в виде ряда по ше ортогональных функций и полиномов; .

- разработан алгоритм функционирования ИИС, предусматривавший ) стгтнмалънъгх:, с точки зрения требуемой точности конечного ре-рата, параметров измерительного процесса и MX ИК;

- предложена структурная схема и проведен анализ погрешностей /.атизированной системы контроля MX рентгеновских ИИС;

- предложена, методика и разработаны алгоритмы эксперимзнталь-

ного автоматизированного определения MX рентгеновских КИС, об печивающие уменьшение временных затрат при метрологической ат тации систем.

Практическая' ценность работы состоит в следующем:

- разработан адаптивный алгоритм оценки ССС, предполагай: простую техническую реализацию с учетом требований унификации агрегатирования ;

- разработан прямой метод вторичной обработки, ориентира: ный на применение микро-ЭВМ;

- выбор параметров измерительного процесса в соотзотстви! теоретически полученными выражениями позволяет определять тсе< мые физические параметры с заданной точностью;

- разработаны модули системного применения на основе укк<] рованного микропроцессорного ядра, позволшцке реализовать пр< рамшо-конфигурируемые рентгеновские ИИС;

- полученнь:е в работе результаты доведены до практически? тодик и алгоритмов, реализованы в виде программных модулей и г боляют проводить метрологическую аттестацию рентгеновских Ш<С, ращая в 8 раз ее продолжительность, что достигается за счет щ катизации процесса аттестации и повышения эффективности алгор-моз.

Практическая реализация .работы. Результаты работы положеь основу "Методики метрологической аттестации модулей КБ?", вне^ иной на ПО "Закарпатприбор" (г.Ужгород) б составе стенда азто?. зировашого контроля MX "ТЕСТ-КЕР" при проведеиш приема-сдатс испытаний рентгеновских ИВК, выпускаемых серийно, а также испо зоваш в учебном процессе на кафедре "Информационно-измеритель техника" Самарского политехнического института.

Фактический годовой экономический оф?.акт составил 10,934

руб.

Апробация работы. Основные научные и практические реаульт диссертационной работы докладывались и обсуждались на следуюпщ конференциях: • ' , '

I. Всесоюзные научно-технические конференции:

- "Измерительные информационные системы" (г.Куйбышев,1983 г.Винница, 1985г., г.Ташкент, 1987г., г.Ульяновск, 1589г., г.Л нинград,1991г.);

- "Метрологическое обеспечение ИИС и АСУ 1П" (г.Львов,198 г.Пенза, 1990г.);

-."Надежность и долговечность машин и приборов" (г.Куйбка 1984г.); .

-"Планирование и автоматизация эксперимента в научных иссле-иях" (г.Ленинград,1986г.};

-"Применение вероятностно-статистических методов в бурении и ;до биче " (г. Баку, 1934г.);

-"Применение статистических методов в производстве к управ" (г.Пермь, 1934г.};

-"Методу и средства аналого-цифрового преобразования параме-

электрических сигналов и цепей" (г.Пенза, 1981г.);

2. Республиканские научно-технические конференции:

- 'Диагностика и коррекция погрешностей преобразователей тех-ичосксй информации" (г.Киев, 1989г.);

-"Системы контроля параметров электронных устройств и прибо-

-"Устройства преооразования информации для контроля я упр*в-г в энергетике" (г.Харьков, 1992г.).

3. Научно-техническая конференция с международным участием ютехнические системы (навигации, связи), средства измерений ше информационные технологии" (г.Красноярск, 1992г.). Публикации. По результатам исследований и разработок, выпол-сс в процессе работы над диссертацией, опубликовано 23 печат-;а50'ТЬ:( в тот.; 3 авторских свидетельства.

Структура и обтаем диссертант'. Диссертационная работа сос~-о-1 ввегения, четырех разделов, заключения, изложенных на 1С7 «цах ¡.яжшописного текста, списка литераторы из 139 кякн,гно-I на 13 отрлющах, чотирех приложений, и содержит 41 ра.-унок

СО^ШАШЕ РАБОТЫ

Ьо введении обоснована актуальность теш диссертационной ра, сформулированы цели и задачи исследования, приведены основ-ТОЛпжрння. выносимые на защиту.

Б погром газдел" работы проведен метрологический анализ чето-"ЙД и гыдолцай развития средств автоматизации эксперимента. 1ние и практическая реализация систем автоматизации рентгено-: исследований связано с обоснованным соверешенствованием всех ! его сбссяс^нкя, прч этом критерием выбора оптимального вага служит обоснованная система метрологического обеспечения , Рассмотрение физических основ метода с позиций теории изме-показал, что даяе в случае идеальной стабильности СИ и тсч-эадания времени экспозиции, измерению интенсивности рентге-сих лучей будет присуще ошибка, обусловленная статистической >дой потоков квантов рентгеновских лучей.

Связь мевду значением инстенсивности и физическими парам; ми дается неизвестным оператором, и в условии помех речь можег идти только о нахождении его.оценок. Традиционно з' т,ача втори' обработки содержит 4 этапа:

- предварительная обработка дифракционных профилей;

- выделение функции истинного физического уширения С ФИФУ!

- разделение уширений от различных физических эффектов;

- определение искомых физических параметров.

Математически 2-й и 3-й этапы сводятся к решения интегра;

го уравнения Фредгольма 1-го рода с разностным ядром. Подобнаг дача в присутствии случайных шумов является некорректной по ^ мару. Методы решения (оценивания) существенным образом завися1: априорных знаний статистических характеристик шума наблюдений, нако ни в одной из известных работ не содержится ответа на вог о пределе точности восстановления зависимости от уровня шума.

В рентгеновских ИИС существует разрыв между этапом получе измерительной информации и интерпретацией результатов РСА, пог необходимо комплексное решение проблемы, исходя из сквозной пс новки задачи, т.е. метрологическая надежность измерительной м мации должна гарантировать необходимую точность определения ф; ческих параметров. Однако детерминисткие методы измерения инфс тивных параметров не соответствуют требования?.!, предъявляемым современным СИ.'

Анализ особенностей метрологического обеспечения рентгене ИИС показал, что он не отвечает современным требованиям ни по тодическому, ни по программно-аппаратному обеспечению.

В рентгеновских ИИС не получила развития общая тенденция роения гибких, программно-перестраиваемых децентрализованных с тур с распределенным "интеллектом" на базе Щ модулей, практик не реализован системный подход в решении задачи автоматизации тгеновских исследований, а компоненты систем.! обладают низким внем унификации и .структурной избыточностью. Следовательно, т| ется разработка специальных методов и' алгоритмов сбора и обрас измерительной информации применительно к микро-ЭВМ и Ш, так б простой перенос традиционных алгоритмов или невозможен, или де физически неоправданные результаты.

Анализ программ исследования и функций, выполняемых рентге скими ИИС,показал, что. наилучшим образом задачам азтематизаци физических рентгеновских исследований отвечает принцип пострс рентгеновских ИИС на основе базового ИВК., При этом существенно няется не только функциональные и предельные возможности систе

•годы их анализа и синтеза.. Можно ввделить два аспекта этой

лемы - системотехнический и метрологический. Существует несо-тствие между метрологическими возможностями децентрализованных и реализацией этих возможностей. Кроме того, базовые ИВК, как требуют дополнительного рассмотрения этого вопроса, так как .1ЦИ0иными методами сквозной проверки от входа до выхода невоэ- . о провести метрологическую аттестацию. Основной особенностью является наличие свободно программируемого процессора, на кото-могет быть возложено выполнение программ, реализующих алгорит-втоматкческой оценки погрешностей и аттестации ИВК и ИИС на ос-ИВК.

Во вто оом паялелв рассмотрены вопросы идентификации методиче-и миогру.ментй.чьной погрешностей lui РД КИС. Задача оценки CGC, ■лулированна с точки зрения статистических решений, что позво-дать критерий для адаптивного выбора времени экспозиции Z3. заданном пороге дискриминации £0 и функций правдоподобия гипс-эб отсутствии или наличии информационного сигнала Н0 и И/ ка ;е ИК, условие оптимальной оценки ССС имеет вид

;jgfêrw- ■■

¡■'N'i-SiN l =/ >"

N

лл" {I> яр*»*т вид: £

■ - весовые функции оценки ССС , учитывающие ожидаемое значения .тности получения нулей и единиц в области информационного сиг-

Ппчний алгоритм допускает простую реализацию на типовых уни-

овакинх компонентах Ж РД ИИС.

ii работе проведен расчет MX. алгоритмов оценки ССС на основа-еоремы о повторении опытов и получены выражения для вероятно-лотлся л Ру достоверной дискриминации информационных сиг-

~ плотность вероятности сужы ЛА в области снг-

\i помех.

Лнализ источников погрешностей ИК проведен исходя из реальных го компонентов ИИС. Ряд явлений, оказываниях влияние на пог-

решность ИК, имеют молекулярный характер, а изменение их хара! ристик носит случайный характер. Исследование ряда характерны компонентов ИК (источников и детекторов рентгеново чих лучей, с электронный умножитель), процессов старения элементов и други: шающих факторов показало, что общий эффект погрешности, преде ляющий собой нестационарный случайный процесс, должен оценииа' статистическими характеристикам»!. Кроме того, суммарная погре: ИК является МХ ИИС и подлежит нормированию, т.е. должны быть ; новлены соответствующие пределы на ее систематическую и случа: составляющие. Однако такой подход к нормированию МХ до настоя! времени не нашел применения на практике.

Модели погрешности ИК адекватны случайные процессы со ст; парными приращениями (СПСП), т.е. процессы нестационарное по 1 матическому ожиданию. Использование метода структурных функцщ для анализа погрешностей ИК позволяет получить важные парамет] временной области, которые могут быть выбраны в качестве норм] мкх МХ.

Синтез алгоритмов для оценки параметров моделей СФ и их ] водных проведен на основе критерия оптимальности параметров П( нимуму ВСП в виде: .

где - анализируемая С£; ее модель, определяемая 1

множестве параметров ^=»¿0,<4,, подлежащих оценке; - весова: функция. г / /

С учетом того, что д'х(г)=Н[Зх^ -г)/дх -2х(1)дф -г)/дс], синтезированы алгоритмы оценки параметров ортогональных моде л I производных СФ п

где ; I! 2 - квадрат нормы базисных фук

Метрологический анализ алгоритмов, синтезированных на ос^ критерия (2), проведен на основании погрешности вида

я* 0 / 0

Среднее значение О определяется величинами математического (

дания и дисперсии оценок параметров модели 011, а также состав.

щей 8о » обусловленной несоответствием аналитической модели С

процесса. При анализе получены выражения для определения стаи

ческих характеристик до • Зависимость относительных погрешно!

оценок производных СФ • В'хх(т),Ъ'*(£) от свойств процесса и пар;

ров алгоритмов была.оценена на серии модельных примеров. Резу.

ты расчетов представлены на соответствующих графиках. Получзни зависимости погрешностей от с -дсцсшшста оценок параметров ортогональных моделей С* от аага даскреткоации Аа и объема выборки N при сначониях параметров процесса. Получипше соотно;:ои$я дч^т ко,-,~ мощность ¡л оводить пд,ду?аг:г;'сл;д;;:й обсчет доггогнегче;, алгоритмов для опенки характеристик ^.Сд.

Алгоритм опсиивакия пссглодя "."»п'лгдгеев и. (У, ¿'-//V модели гог>л:.'!ностп ;!л рг-нтгучед. м-сод -сноьан на учете тр«"'»"" сидений и априорных - . .. .. • • , :: ..

л. • .чд. четд.д; ¡¡а ,1а с целью уменьшения постоянных и медленно меняющихся составляющих рог.™»..—»о „^„„„лтк

;;оьеднниг> и ¡«и 1Л*атического ожидания пара-

метров у^Ц) , корректной оценкой которого является сред!К>ар;г{моти-ческое значение у ¿г реализадаи параметра ^¿{Ь) на интерзале оценивания Т^.-Ц , не превосходящим интервал стационарности этого параметра. Теоретический анализ и экспериментальное исследова-_^ ние нестационарного поведения во времени случайных функций ¿/¿7* ,1 = /,//

показал, что адекватным и удобным для оптимального прогнозирования во времени значений этих функций «эляг:—~ ••:•

г. дд: гчочзпид, гюззчлд-чдд: определять модели пог-

Третий _та»т1®* -од.- ц.- ^ д:..д; д -.л.- -•»• у •... ..

-"Г'д..;..... дс. д-:т ; ■....*:' 5 дд: *д; пу-. ::_„„г,;1олЕмиго экс-

г-г^у ¿«¿«деления параметров стру1стуры кристаллов необходимо определить коэффициенты Фурье ФИ$У ¿(х) . ПолучаемкЛ в результате измерительного эксперимента профиль : . . •• ФИЙ ^^ д/дд ¡;.ч Г-Д ¡\-l-J, , -о;:гак г . ,":..;: т."-ддтг.д опизкддотсп дкедонепцпадьной моделью. Еттп Доверяется в N раз!К>стстоя!п;:х точ<:г'. I,...,/;'/ , то кп-тддгд- .Д.; переходит в снегог.у дпнепчдх уразди:;;«:

о)

Предположив, что функции J(x) и 1/(х) разлагаются в ортогональный ряд с сохранением первых Г членов и выполняется соотношение

I <P(G)dG ~P<P(xj,

где P - постоянная матрица размером г«г ;

Ф(х) =[%(*}, %&)]- ортогональный базис вектор,

уравнение (3) можно представить в виде:

и с учетом новых обозначений

H=[alAbl..jK-'5], Т-сн~[сн!са&!...!сан~'&], v=L4?

' ' J ' IUP"

в более компактном виде:

F-H-V.- (4)

Из уравнений (4^ можно получить F , а следовательно и j(x) через системные матрицы, начальные условия и матрицу Р

Следовательно для определения F требуется только умножение матриц , 6 , U и Р' , а не их обращение.

На основании рассмотренного метода синтезирован алгоритм,имеющий ряд преимуществ перед известными методами, так как в результате его использования "получаются интегральные соотношения в виде ортогональных рядов вида У=7У, где V , У и Т - являются функциями входа, выхода и ИИС соответственно.

В результате описанной .процедуры получается ряд Фурье, который долкен быть монотонно убывающим. Однако, в силу некорректности' задачи, наличия помех и накопления погрешностей вычислительных процедур, реально можно получить лишь 8-12 коэффициентов, причем на ряде Фурье появляются биения. Увеличение -числа коэффициентов ряда дает дополнительна" информацию о субструктуре ОИ до определенного предела, при котором прирост информации нивелируется возрастанием случайной составляющей погрешности ИК. В качестве количественной характеристики для N таких коэффициентов, отражающих структуру изменения в Oil, выбрано нормирование СКО:

. A-f£j[3(r)'J(r)]Zdr

где п - суммарное средне число актов взаимодействия рентгеновских квантов с веществом ОИ.

В работе показано, что суммарная погрешность состоит из двух составляющих:

л =А< +л2 -- {Jjfcjdr -Е а^Щ1 , (5)

где

j^fs/^jjfr); aKi =(s/n) а к .

Анализ выражения (5) показывает:

- составляющая погрет ;сти Л) не зависим от значения функций 3(f) в каздой точке, а завлсит только от А/ ;

- состат!ЛЯ~:"зл ¿jo еслнелт о? /У и от с;/:,^ -аг-иой ноености рентгеновского nix:!1:;-;;, чг/.ч-" v с г"с:см N Ао у ■:■■-. л_;н:;:засгся, с рос-то:.; #У уменьшается.

Сеееуьее'ельне, ллл кснни. тыч неле-л-л нечнуе - ее лее?'' ее,-

ечлл, еренемл екец

гицрЩ и случайной состп»1"

-л; епнечленул .::.•■::: \ гуч..^.;.,;-; погрешности Л . В ра-

ооте приведены результаты численного экслерикентя птта ^-".-пнен.,^

гглихсши'шнА и пячтл ютж-!'««"";' ;;,„:,..,;—

ио""": з гч-чнлпС; юл.

Исследование статистических погрешностей при кэкерении углов дифракции и каксиг^уков рентгеновского профиля в методах "экспресс-анализа" позволило дать количественные оценки погрешностям и повысить метрологический уровень РДМ.

Дисперсия ошибки измерения углов дифракции й для ФИ5У имеет

вид:

= .JL /"'

/ t-V^fJ Р:Л>; •

,~;л .-.■:-.:,о:: неллее .не" ;,.ен.се.п ели зненн:е;н;сзки определенного вида функции из выражения (10) мояно получить более уроЛл««

ЛЬ! П7ТС7 Г.ОЛ.— -.,--

______' ' 1 ''е, лчн.-е:.^ реализации и

..^*риЛч1-ического обеспечения базового ИВК.

Обоснованы принципы построения базового ИВК на основе ун.пнл-цирозанного ядра - универсального шктюпрот^^р;-;--, __ -л- .;; у

~ лен;, ..А^л^ ;: егедееп „снул члл-1, унпуеле ел е.ллче'ннн,

. . чненлч ;!чтеруелсн:е< лелекцлл, Эео позволяет программно-алгоритмическим пут»м с !.е!н::нгльнн:л; елперетуелннл знеапеелл елененн"ч пер-еелепваеь структуру рентгенозеклх . Канул .¿унне^епг-дььнп кодуль 13К ка основе НШ является совокупностью конкретного измерительно-вычислительного средства и программируемого устройства сопряжения, которое осуществляет не только системные функции, но и

предварительную обработку измерительной информации. В разделе рассмотрены вопросы построения модулей для измерительной и исполнительной подсистем, подсистемы контроля параметров и модуля специального метрологического назначения "Тест-Контроллера". Разработаны структурные и принципиальные схемы, синтезированы алгоритмы функционирования.

Рассмотрены вопросы построения методики экспериментального автоматизированного определения МХ базового ИВК. Разработаны алгоритмы, которые включены в состав типового математического обеспечения рентгеновских ИВК, использованы в нормативно-технических материалах ИВК, выпускаемых серийно, и позволяйт уменьшить продолжительность метрологической аттестации ИК рентгеновских ИИС в 8 ра;

Программное обеспечение ИИС для оценки МХ ИВК построено по модульному принципу, что позволяет легко адаптировать программы поверки под различную конфигурацию рентгеновских ИИС и организовывать имитационное моделирование на ЭВМ процессов обработки информации для исследования погрешностей.

Проведены экспериментальные исследования МХ ИВК и статистический анализ достоверности контроля качества модулей, который включает и себя оценку достоверности, проведенной на основе известных методов теории математической статистики и теории измерений. В качестве характеристики качества контроля была принята его достоверность, количественной оценкой которого является абсолютная достоверность. Экспериментальные исследования по оценке достоверности контроля МХ показали, что получаемая оценка абсолютной апостериорной достоверности контроля совпадает со'значением показателя достоверности, задаваемого на предварительном этапе контроля. Для обеспечения требуемой достоверности контроля должны быть наложены соответствующие ограничения на результирующую погрешность СИ МХ. С учетом этих требований был проведен анализ погрешностей разработанной ИИС для оценки МХ ИВК и проанализированы методические и аппаратурные погрешности измерения МХ.

В заключении отмечены основные научные результаты и приведет сведения об апробации работы.

В приложениях приведены тексты программ расчета составляющих результирующей погрешности аппроксимации СФ моделями и КО автоматизированной ИИС для оценки МХ, принципиальные схемы ряда модулей' базового .ИВК и документы, подтверждающие внедрение результатов рат боты.

Л-. 1ц«осдви мат^илогическии анализ методик РСА и мпятотал-* , —-----------

основе базового ИНК.

хсркко, ииэдеямкирас получать информацию з рентгеновской ИИС с заданной или мтитотв».«^

1. 11о. лпипвгми и1ТПИ.|||ИЯМв втптт:пп/лп „„„„,,.„..„_._.. пп

?1:брана и обоснована модель яогр™.::!;ост>: гстороР н-'ил.уч;::хм образе;.; отвечают процессы рида

о. Для исследования ьре::еннгх пзрхмеп НК, дшихрихся ехко-вой для выбора предложено использовать метод структурных фуиг-ций, который играет объединяющую роль для многих, используемых в практике РД КИС нормируемых характеристик.

6. Резоаботанн алгоритм" отданки ерт; г

пан системы алгеораических уравнений.

Р Роглоио л—--------

нарацлихры с гарантированной точностью. 10. Исследование статистических погрешностей при измерении уг-лоз ¿зЛракши ;; макстуков рентгеновского профиля позволило дать

и. Обоснопянч прииг'пн постресни." сетгг -•.- .•• •. "

сеу^сгалжи» «регргшмно-алгоритмичеекое структуировшгле ИКС.

12. Разработаны функциональные и принципиальные схемы базового набора модулей системного применения для рентгеновских ИИС на основе современных средств интегральной микроэлектроники..

13. -Разработана методика и созданы алгоритмы экспериментально-

го автоматизированного определения MX типовых модулей ИК рентгеновских ИИС, обеспечивающие уменьшение временных затрат при метрологической аттестации. Методика и алгоритмы прошли'метрологическую экспертизу и получили промышленное внедрение.

14. Разработано программное обеспечение экспериментального автоматизированного определения ¡«IX модулей базового ИВК, которое в составе типового алгоритмического и программного обеспечения прошло ведомственные испытания и получило•промышленное внедрение.

15. Проведен статистический анализ достоверностио оценки MX модулей базового ИВК и определены условия, при которых разработанная ИИС метрологического назначения обеспечивает заданную абсолютную апостериорную достоверность МИ.

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Батищев В.И., Хавлин О.В. Метод структурно функций в задаче к дентификации погрешностей источников импульсных сигналов// Радиотехнические системы (навигации, связи), средства измерения и новые информационные технолгии: Тез.докл.научн.-техн.конф. с международным участием.- Красноярск, 1992.- 4.1 .-С.24-26.

2. Батищев В.И., Хавлин О.В. К выбору нормируемых ЫХ мульти-микроп^оцессорных рентгеновских ИИС/Детрологическое обеспечение ИИС и АСУ ТН: Тез.докл.Ш Всесоюзн. научн.-техн.конф.- Львов,1990.-С.62.

3. Батищев В.И,, Хавлин О.В. Адаптивные алгоритмы оценки вероятностных характеристик статистически распределенных импульсных лоследовательностей//Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике:Тез.докл.Республ.научн.-техн. конф. - Харьков, 1992,- С.40.

4. A.c. ]'." 1167624, МКИ б .06 G 7/19. Устройство для оценки производной структурной функции случайного процесса/В.И.Батищев, В.В.Лизунов, О.В.Хавлин, А.И.Чертоковцзв (ÇCCP).- № 3684847/21-24 Заявл. 02.01.84; Опубл.15.07.85; Бюл. $ 26,- С.211.

5. А.с, I," I2II758, МКИ а 06 Г 15/36. Устройство для определения параметра степенной модели среднего значения случайного сигнала/В.И. Батищев, О.В.Хавлин, В.В.Лизунов (СССР). - №3794477/24-24; Заявл. 25.07.84; Опубл. 15.02.85; Еюл. №6.- С.237.

. 6. Батищев В.И., Хавлин О.В., Трубин В.А. Регуляризугащие алгоритмы статистической обработки данных в автоматизированных системах контроля//Применение вероятностно-статистических методов в бурении и нефтедобыче:Тез.докл.1У Всесоюзн.научн.-техн.конф.- Баку, 1984.- С,12-13. ~

7. Батищев В,И., Хавлин О.В. Регулярная фильтрация в дифракто-

метрическом эксперименте//Диагностика и коррекция погрешностей преобразователей технологической информации: Тез.докл.Республ. научн.-техн.конф.- Киев, 1959,- С.109-110.

б. Хавлин 0,В. Автоматизированная обработка данных рентгено-структурного анализа поликристаллов на базе мпп-ЗЗМ //Измерительные шфоркацяоннко системы: Тез. до::л.У1 Бсессязн.няу«н.-тех». KOiíp.- Куйбыдев, IS82.- С. 150.

?. Гатищев B.íí., Хаплдк О.Ь. Лнт'дччтичмрсврннся оС» л Сотка дппнгх рчнтгчночтрунтудногч рнулиза отпило» и С1дтаи~в//ьрим.сн«-ние статистических методов в производстве и управлении: Тез.локл. Влйс^тт.ка^-срл.-.схн.копа».- 4У"Л.- 2.27-20.

1С. 3.II., лизунов Ъ.в., Хавлин О.В., Чертыховцев А.К.

Програ!а«но-управляемая многоканальная система сбора, моделирования и распределенной обработки экспериментальных данных// Измерительные информационные системы: Тез.докл. УП Бсесоюзн. научн.-техн. конф.- Ташкент, IS87.- С.60.

II. Батищев В.И., Хавлин О.В., Трубин В.А. Автоматизированная система для получения и интерпретации данных прочностных исследо-

ваний//Нзд!с;;:нопть v долгогод-ччч и т.гу/.од.-:. '-..¿..грул. :1

■ чд-дч?д о;н?гднччччич ДСгÍ// дд-чч1 '■ ■ иччоччччддч ■ ,•_> ли .■■!"•-

'''ддхгучнрусмых нч лечччч ччз^чего ми к: >д:грсдччч";чч ччч ч '44i4 /, '.'> ччолтгхч.:огхче обчеч чуччч ч АСч TiirTea .дсчл. п :.•;■-:.

дгг. = •.-техн.коку.- Часть 1,- ¿¿sos, C.I34.

14. Батищев В.И., Хавлин О.В. Принципы построения и •—

ч .'.г. чччл ч сччтурсч -лчч;-!;:: :: -¿^ьуз. сб. - пуиоы-

сев, 1988,- С.128-135. " *

. 15. Батищев В.И., Хавлин О.В. Микропроцессорный модуль КАМАК для первичной статистической д-дт-д: :.••

ччнта/Д1лгккрозание и автомат иза ti;:.-; пчтпчрчч-энга в науч-кх ччччт догчддях:Тсз.дедл.)^ Зеессаза. научн.-техн. кон®.- Леничгтал,1965. -С.29.

15. Батищев В.И., Хавлин 0.3. Методика и базовые технически« средства для оценки метрологических характеристик рентгеновских ШС//Измерительные информационные системы: Тез.докл.Всесоюзн. научн.-техн.конф.- Ульяновск, 196У.- С.55.

17. Батищев В.И., Хавлин О.В. Программно-алгоритмическое обеспечение методики автоматизированной оценки MX рентгеновских ИВК //Системы контроля параметров электронных устройств и приборов: Тез.докл.Республ.научн.-техн.конф.- Киев, 1930.- С.31-32.

18. Батищев В.И., Хавлин О.В. Автоматизированный поверочный комплекс для анализа метрологических характеристик рентгеновских ИПС//Метрологкческое обеспечение I-Í/ÍC и АСУ ТП: Тез.докл. П Все-со.-озн. научи.-техн.конф.- Львов, 1988.- С.134.

19. Косолапов А.М., Хавлин О.В. Методы и устройства для исследования метрологических характеристик АЩ//11етоды и средства аналого-цифрового преобразования параметров электрических сигналов и цепей: Тез.докл. П Всесоюзн. научн.-техн.конф.- Пенза,1981.-С.38.

20. A.c. f," 708262, ЫКН G 06 G 7/16. Мнокительно-делктельное устройство/ A.N¡.Косолапов, О.В.Хавлин, В.П.Сенникев (СССР).-

!г 250^533/18-24; Заявл.13.07.77; Опубл.05.01.60; Бэл. .0 I.-C.2I5.

21. Батищев В.И., Хавлин О.В. 'Алгоритмы и программно- аппаратное обеспечение методики автоматизированного определения MX рентгеновских J-ЗК/Самарсккй поматехн.ян-т.- Самара,1991.-26е.:пл.-Дел. в ВИНИТИ 10.09.91 364S-B9I.

22. Батищев В.И., Хавлин О.В. Структурно-алгоритмические методы оптимизации метрологических характеристик измерительных каналов РД ИПС/ Самарский политехи.ин-т.- Самара, 1991.- Юс.- Деп. в 'ВИНИТИ 10.09.91 Р 3650-891.'

23. Батищев В.И., Хавлин О.В. Базовый ИВК для систем автоматизации рентге.чодифрактомегреческих ксследованлГ://йзмерптельные ин-{орл&ияонше системы: Тез.докл. Всесоюзн.научн.-техн.конф.- Ленинград, 1991,- С.181.