автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.05, диссертация на тему:Исследование и разработка методов и средств обеспечения метрологической надежности прецизионных микропроцессорных мультиметров

МОСКОВСКИЙ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

НОВИКОВ Виктор Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И СРЕДСТВ

ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ ПРЕЦИЗИОННЫХ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ МУЛЬТИМЕТРОВ

Специальность 05.11.05 - Приборы и методы измерения электрических и магнитных величин

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва

1993

Работа выполнена на кафедре Информационно-измерительной техники Московского энергетического института.

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент ЕВЛАНОВ Ю.Н.

Официальные оппоненты - доктор технических наук, ;< профессор СЕРГЕЕВ В.Г. - кандидат технических наук, старший научный сотрудник ЛУПАЧЕВ A.A.

Ведущее предприятие - НИИтеплоприбор, г.Москва

Защита состоится 2 в ауд. заседании специализированного Совета К.053.16.10

Московского энергетического института.-

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим направлять по адресу: 105835 ГСП, Москва, Е-250, Красноказарменная ул., 14, Совет МЭИ.

Автореферат разослан

Ученый секретарь специализированного Сове к.т.н., доцент

Е.А.Бородкин

' Подписано к печати

Псч. л. HS

Тираж JQO Заказ №

Актуальность темы.Термин "цифровые мультиметры", или просто "мультиметры "используется для обозначения многофункциональных электроизмерительных приборов с цифровым представлением измерительной информации. Среди мультиметров, выпускаемых в нашей стране и за рубежом, выделяют три группы приборов: 1)системные мультиметры; 2)мультиметры для лабораторных исследований; 3)мультиметры для промышленных измерений. Мультиметры, отнесенные к первым двум группам, в большинстве случаев являются прецизионными приборами, характеризующимися повышенным уровн». м точности/ стабильности и разрешающей способности.

Практически все модели современных прецизионных мультиметров построены с применением микропроцессоров (МП}. Функциональные возможности и принципы организации встраиваемых в мультиметры микроЭВМ влияют на структуру, алгоритм работы и конструкцию приборов, создают предпосылки для реализации новых функций.

■ Для микропроцессорных мультиметров (ММ) характерно: 1)улучшение метрологических характеристик, достигаемое, главным обраэом, в результате использования алгоритмических способов повышения точности и разрешающей способности; 2)снижение аппаратурных затрат за счет программной реализации ряда функций; 3)повышение надежности за счет использования самодиагностирования.

Среди метрологических характеристик прецизионных средств измерений (СИ) для потребителя ^дной из важнейших является метрологическая надежность (МН), которая определяется, в основном, долговременной стабильностью погрешности данного СИ. При этом МП можно рассматривать в двух аспектах. Во-первых; МП любого СИ может быть оценена в виде метрологического ресурса Тм, т.е. среднего времени работы до метрологического отказа. Во-вторых, рассматривая выход погрешности СИ за допускаемые границу (метрологический отказ) как частный случай скрытого отказа СИ, можно охарактеризовать МН с помощью среднего времени скрытой неработоспособности (Тсн). С этими двумя показателями связана длительность межповерочного интервала Тмпи, которая, обычно, и указывается в нормативно-технической документации СИ. При этом для СИ, не имеющих систем встроенного контроля, Тмпи находится в строгом соответствии с Тм, что обеспечивает приемлемый уровень Тсн. Использование системы встроенного диагностирования позволяет осуществлять контроль ММ и его функциональных умен с достаточно

высокой частотой, что дает возможность установить существенно большее значение Тмпи при тех же значениях Тм и Тсн.

Увеличение метрологической безотказности (т.е. значения Тм) ограничивается характеристиками нестабильности современной элементной базы, в первую очередь, - операционных усилителей, резисторов и стабилитронов. Поэтому дачьнейшее улучшение этого показателя ММ может быть достигнуто в результате совершенствования технологии изготовления указанных элементов. Однако, для достижения данной цели могут быть использованы и "интеллектуаль-■ ные" возможности ММ.

Скрытое для пользователя отклонение реальных характеристик ММ от заданных может быть- вызвано не только метрологическими, но и информационными отказами, т.е. отказами, связанными с нарушением таких внутренних функций прибора, как управление работой функциональных узлов, обработка результатов преобразований-измеряемых величин, информационный обмен. В ряде случаев информационные отказы по своим последствиям подобны метрологическим. Для их своевременного обнаружения, также, как в случае метрологических отказов, целесообразно испольвовать встроенные средства диагностирования.

Таким образом, система самодиагностирования Щ должна с требуемой полнотой и глубиной своевременно обнаруживать и лока-лизовывать возникающие дефекты, приводящие к метрологическим и информационным отказам ММ. Однако, введение в структуру ММ средств самодиагяостирования, очевидно, приводит к избыточности. В этой связи немаловажной является задача выбора критерия оптимизации системы самодиагяостирования ММ.

Щель работа - исследование и разработка методов и средств обеспечения метрологической надежности прецизионных микропроцессорных мультиметров.

Осгговяые зада«; исследования - анализ известных методов и средств самодиагностирования микропроцессорных систем, приемлемых для использования в ММ; разработка с учетом специфики ММ новых -средств самодиагностирования; разработка методики оптимального проектирования системы самодиагностиуования ММ; исследова--нке причин, ограничивающих метрологическую надежность прецизионных разработка метода и средств .увеличения метрологической надежности ММ бее повышения требований к стабильности компонентов.

Изтоды исследования базируются на использовании положений теории измерений, теории электрических цепей, теории вероятностей и математической статистики, теории надежности и технической диагностики. Экспериментальные исследования выполнены с помошью физического моделирования и математического моделирования на ЭВМ,

Научная новизна работы заключается в: \ - разработке критерия оптимизации системы самодиагностирования микропроцессорных мультиметров;

- разработке обобщенного алгоритма самодиагностирования микропроцессорных мультиметров;

- исследовании путей повышения метрологической надежности микропроцессорных мультиметров;

- разработке метода и средств повышения метрологической надежности микропроцессорных мультиметров.

Практическая ценность. Разработана методика оптимального проектирования системы самодиагностирования ММ, основанная на использовании предложенных автором обобщенных критериев эффективности и стоимости системы самодиагностирования.

Разработаны средства функционального и тестового самодиагностирования, ориентированные на использование в ММ.

' В результате анализа причин, ограничивающих метрологическую надежность прецизионных ММ, доказано, что основным фактором ненадежности является нестабильность напряжения стабилизации стабилитронов, используемых в источниках опорного напряжения ММ.

Предложен метод повышения метрологической надежности ММ, основанный на использовании разработанного автором группового автоматически контролируемого источника опорного напряжения.

Реализация результатов работы. Результаты диссертационной работы использованы в серийно выпускаемых приборах - микропроцессорном мультиметре 1Д1518 (Ленинградское ПО "Вибратор") и микропроцессорном измерителе удельного электрического сопротивления полупроводниковых материалов Ф4802 (Львовское ПО "Микроприбор"), 'а также в базовой модели микропроцессорного мультиметра с расширенными функциями, разработанной для ЛПО "Вибратор".'

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на:

- Всесоюзной научно-технической конференции "Методы и средства аналого_цифрового преобразования параметров электрических сигналов и цепей", г.Пенза, 1985 г.;

- Республиканской научно-технической конференции "ПЭВ-90", г.Таллинн, 1990 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Объем и структура работы. Диссертация общим объемом 191 с. состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы (66 наименований), приложения, содержит 164 с. основного текста, 28 рисунков (23 страницу), 22 таблицы (18 страниц).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы обеспечения высокой метрологической надежности прецизионных ММ и сформулированы основные положения, выносимые на защиту. -

В первой главе выполнен анализ проблемы метрологической надежности (МН) прецизионных ММ. Сделан обеор существующих методов и средств обеспечения МН ММ. Сформулированы задачи исследования.

Одной из важных задач, связанных с совершенствованием характеристик прецизионных ММ, является увеличение суммарного времени использования приборов по назначению при сохранении, или увеличении достоверности представляемой ими измерительной информации. Можно выделить два основных направления в решении данной задачи. Первое из них связано с уменьшением временных затрат на восстановление исправности (работоспособности, правильности функционирования) приборов в случае возникновения отказов, а второе - с увеличением межповерочных интервалов и уменьшением продолжительности процедур Поверки и калибровки.

Так как время восстановления такого сложного устройства как Ш определяется, главным образом, временем обнаружения отказа и временем поиска дефектного элемента, то для его уменьшения требуется повысить контролепригодность ММ. Эффективным способом обеспечения повышенной контролепригодности микропроцессорных систем является использование самодиагностирования.

В настоящее время разработано большое число типов встраиваемых в микропроцессорные системы средств диагностирования. Они предназначаются как для обнаружения возникающих в процессе эксплуатации отказов (средства функционального диагностирования и проверяюиие тесты), так и для локализации дефектов с требуемой глубиной (тесты поиска дефектов). Для решения одной и той же за-

дачи диагностирования используются различные варианты встраиваемых средств диагностирования, отличающиеся друг ог друга эффективностью диагностирования и вносимой в микропроцессорную систему избыточностью (аппаратурной, программной и временной).

Однако, несмотря на большое число публикаций по данной теме, среди них отсутствуют работы, в которых затрагивались бы вопросы оптимизации систем самодиагностирования по критерию эф- ■ фективность-стоимость, что создает значительные трудности для разработчиков микропроцессорных систем при выборе методов и средств с&чюдкагностирования.

; В большинстве современных" прецизионных ММ используются та,' или иные способы автоматической компенсации изменяющихся в процессе эксплуатации погрешностей. Это позволяет практически исключить влияние на метрологическую надежность ММ ряда источников нестабильности. При.этом метрологическая надежность таких приборов почти целиком зависит от стабильности используемых для самокалибровки внутренних мер, в первую очередь, - от стабильности источников опорных напряжений. Основным элементом источника опорного напряжения является стабилитрон, и именно его временная и температурная нестабильность имеет определяющее значение для.метрологической надежности. Совершенствование технологии изготовления прецизионных стабилитронов, использование специальных методик их ускоренного старения с последующими испытаниями и отбором позволяют получить опорное элементы, которые в большинстве отлетаются очень высокой стабильностью. Тем не менее, даже для талих, прошедших все испытания, стабилитронов не исключаются метрологические отказы, проявляющиеся в аномальных отклонениях напряжения стабилизации. Это обстоятельство накладывает ограничения на нормируемый метрологический ресурс КМ.

Во второй гляво рассматриваются вопросы оптимального проектирования системы самодиагностирования ММ.

Достоверность функционирования ММ характеризуется вероят-"ностью того, что прибор не находится в состоянии скрытой неработоспособности. Улучшение этой характеристики можно обеспечить путем повышения безотказности прибора; однако при этом существуют ограничения, связанные с уровнем надежности элементной базы 1&1. Наиболее перспективным направлением в дачьнейшем улучшении рассматриваемой характеристики является применение самодиагностирования; его использование позволяет при том же уровне безот-

казности повысить достоверность функционировали ММ аа счет оперативного обнаружения возникающих скрытых отказов.

Сформулированы цели самодиагностирования: 1)повышение достоверности функционирования ММ; г)увеличение доли времени использования (времени выполнения заданных функций) в течение периода эксплуатации ММ. Для достижения этих целей должны быть решены следующие задачи: 1)проверка работоспособности ММ с требуемой полнотой; 2)ограничение времени скрытой неработоспособности ММ на уровне, не превосходящем заданного; 3)локализация дефектных компонентов ММ с требуемой глубиной; 4)ограничение на заданном уровне временных затрат, расхода электроэнергии, аппаратурных и программных средств, необходимых для самодиагностирования.

Очевидно, что эффективное решение всех поставленных задач может быть получено только в результате оптимизации системы самодиагностирования (ССД).

Далее синтезируются необходимые для проведения оптимизации показатели эффективности и стоимости самодиагностирования:

1) Коэффициент полноты проверки:

Ш /г/ Б \ 3 г Пш "1\

Кпп - Е I ЕСГгаи/п^ /Е^ • £ Ь(у4) [.

где ш - число функциональных узлов ММ; л - число функций ММ; Гj - средняя частота выполнения 3-й функции ММ; а^ - коэффициент участия (если 1-й увел участвует в выполнении 3-й функции ММ, то аи=1, в противном случае ац=0); п^ - число умов, участвующих в выполнении З-й функции ММ. пю - общее число классов возможных неисправностей 1-го узла; Ь(У() - коэффициент, характеризующий обнаруживающую способность ССЩ по отношению к v-мy классу неисправностей 1-го узла; 0<Ь(У1)<1;

2) Коэффициент скрытой неработоспособности:

Кен = Тсн,в/Тмли, 'где Тсн,в - верхняя граница интервала допускаемых значений времени скрытой неработоспособности для заданной вероятности Р; Тмпи - длительность межповерочного интервала;

3) Коэффициент глубины поиска дефекта:

■ ш

Кгп = ( Е Кгп,1)/ш, где Кгп, 1 = П/Г?!; 1 - номер функционального узла ММ; т - число

функциональных узлов ММ; Fj - число однозначно различимых составных частей -i-ro функционального узла на принятом уровне деления; Ri - общее число составных частей i-ro функционального узла на принятом уровне деления, с точностью до которых требуется найти место дефекта;

'; 4) Коэффициент готовности: , | , Кг = (Тц' - Тсд)/Тц\

где Тц* - среднее время между окончанием . предыдущей и началом следующей поверки (ремонта); Тед - среднее суммарное вреь.л, затраченное на тестовое самодиагностирование ММ в течение Тц';

; 5) Коэффициенты избыточности по энергопотреблению, массе, физическому объему, объему программной памяти, стоимости - соответственно, kh.w, Ки,т; Ки,v; Ки,п; Ки,с. Каждый из них определяется формулой вида

Ки,х = Хд/Х,

где X - общий объем ресурсов данного вида в ММ (в соответствующих единицах измерения); Хд - дополнительный объем ресурсов данного вида, необходимый для самодиагностирования;

6) Коэффициент уменьшения безотказности вследствие введения аппаратурной избыточности:

Кд =Хц/>о ,

гле Хо ~ суммарная интенсивность отказов ММ; Хд - суммарная интенсивность отказов встроенных средств диагностирования..

Для решения задачи многокритериальной оптимизации в работе использован подход, основанный на синтезе обобщенных скалярных показателей эффективности и стоимости самодиагностирования: кэф * ei-кпп + ■(I-Ксн) + гз-кгп, Кст - hi-(l-Kr) + hg-Kn.w + Ьз'Ки.т + hvKH.v + ■ + Ь5-КИ,П + Иб'КЙ.С + h7-Kji . 3 7

E.gi «1; Е hj -l: )-i j-i

* Оптимизация мотет 'быть осуществлена по одному из следую-

щих двух критериев : Копт.а * min [Кст], Копт^г - "их [Кэф),

КэфЖэф.н KcTiKcT.B

где Кэф. н - нижняя гра!шца допустимых значений Кэф; Кст. в -верхняя граница допустимых значений Кст.

В соответствии с целями и задачами самодиагностирования оно должно быть организовано на основе сочетания методов функци-

Онального (ФД) и тестового (ТД) диагностирования. Структурная схема ССД ММ представлена на рис.1. На рис.1 приняты следующие обозначения: Оп - оператор; ММ - микропроцессорный мультиметр; X - рабочие входные воздействия; СТД1 - средства ТД, вырабатывающие входные тестовые воздействия; СТД2 - средства ТД, анализирующие реакцию ММ на тестовые воздействия и вырабатывающие сигнал-диагноз для оператора; СФД - средства ФД, анализирующие реакцию ММ на рабочие воздействия и вырабатывающие сигнал о возникшем отказе.

X

Рис.1.Структурная схема ССД ММ

Самодиагностирование с целью проверки работоспособности целесообразно проводить методом распределенного ядра. Использование метода расширяющихся областей позволяет не только обнаружить неисправность, но и локализовать ее с некоторой глубиной; при этом глубина определяется разбиением ММ на части (области), которые поочередно в определенной последовательности проверяются ядром и,если по результатам проверки они признаются работоспособными, присоединяются к ядру и участвуют в диагностировании оставшихся непроверенными областей.

Метод распределенного ядра может быть реализован в мультипроцессорных приборах, где каждый из процессоров системы может выступать по отношению к другим процессорам в роли или объекта, или средства диагностирования, ^тот метод целесообразно использовать для функционального самодиагностирования при внутреннем информационном обмене между сопроцессорами мультипроцессорной

системы.

Синтезирован обобщенный алгоритм работы ССД ММ, предполагающий использование встроенных средств функционального и тестового диагностирования.

Встроенные средства функционального диагностировали (ВСФД) позволяют оперативно обнаруживать возникающие в процессе работы Ш скрытые отказа. Их применение направлено, в первую очередь, на улучшение такого показателя эффективности ССД ММ как Кен. Обеспечение требуемой полноты проверки работоспособности (показатель Кпп) и глубины поиска дефекта (показатель Кгп) с помощью одних только ВСФД чаще всего нецелесообразно по причине неприемлемой стоимости такого решения (показатель Кет).

Встроенные средства тестового диагностирования (ВСТД) в соответствии с их функциями, определенными обобщенным алгоритмом, работы ССД ММ можно разделить на две группы: 1) ВСТД для проверки работоспособности, которые дополняют ВСФД в обеспечении необходимых значений показателей эффективности диагностирования Кпп и Кен; 2) ВСТД для поиска дефектов, обеспечивающие необходимые значения показателей Кгп,1.

В'работе дана характеристика эффективности и стоимости известных видов ВСТД, таких как тесты ПЗУ, основанные на определении полной и неполной контрольных сумм; быстрый("шахматный") и медленный ("попарная запись-считывание") тесты ОЗУ; тесты микропроцессора - полный минимальный тест, временной контроль, контрольная задача. Предложены тесты ядра, калибровочного энергонезависимого ЗУ, узлов клавиатуры и отображения.

Особым видом ВСТД являются стимуляторы - встроенные генераторы тестовых воздействий, которые, воздействуя на определенные функциональные узлы ММ, последовательно переводят их в различные (в идеальном случае - любые возможные) состояния; реакции на эти воздействия контролируются с помощью внешних средств диагностирования, и, таким образом, по определенному алгоритму локализуется дефектный элемент схемы. Можно выделить стимуляторы для цифровых и аналоговых узлов ММ. Стимулирование микропроцессорных систем для сигнатурного анализа реализуется двумя способами: аппаратурным и программным. В сочетании с раннее рассмотренными ВСТД сигнатурный анализ позволяет локализовать практически дюбой дефектный элемент микроконтроллера и портов, свяеы-ваящих его с другими функциональными узлами. Стимулирование ана-

логовых и&мерительных преобразователей может быть статическим, и динамическим и основано на использовании соответствующих программ и источников тестовых сигналов. При этом контролируются потенциалы, или осциллограммы в различных точках проверяемых схем, что позволяет локализовать дефектный элемент.

Третья глава посвящена разработке метода и средств увели- > чения метрологической надежности (МН) Ш.

Для создания ММ, обладающего требуемой метрологической безотказностью и достоверностью функционирования необходимо разработать систему обеспечения МН, включающую соответствующие методы и средства их реализации. В общем случае такая система требует создания математической модели и включает в себя: 1) периодические поверки и калибровки; 2) периодическую автокоррекцию результатов измерений; 3) резервирование узлов и элементов, обладавших недостаточной метрологической безотказностью; 4) метрологический самоконтроль.

. Первая позиция является традиционной и необходимой. Автокоррекция получила широкое распространение в цифровых измерительных приборах и сохраняет свое значение в ММ. Вопрос о резервировании возникает в том случае, если другие принятые меры увеличения' МН исчерпаны. Метрологический самоконтроль, повышая достоверность фунуционирования ММ, требует определенных временных затрат1, а также дополнительных встраиваемых аппаратурных и программных средств. Окончательное решение о том, в какой степени необходимо использовать эти последние два приема, может быть получено в результате оптимизации системы обеспечения МН Ш.

Анализ модели Ш с позиций МН показал,■ что в ММ, в которых предусмотрена автоматическая компенсация изменений аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности, метрологический ресурс определяется, главным образом , стабильностью источ-, ника опорного напряжения (ИОН) ' внутренней меры , используемой для автоматической электронной калибровки измерительного канала. Основным параметром-, стабильность которого определяет стабильность'ИОН, а следовательно, и метрологическую безотказность ММ, является напряжение стабилизации опорного стабилитрона . (Уст). При этом наиболее существенными являются временные и температурные изменения ист. В качестве мер борьбы с температурной нестабильностью иСт широко используется термостатирование, а также , компенсации температурных изменений иСт < Что же касается времен-

ной нестабильности UCT, то меры борьбы с ней носят технологический характер; например, используется электротермотренировка, позволяющая выбраковывать "слабые" стабилитроны и улучшить за счет искусственного старения стабильность выдержавших это испытание.

Общепринятой моделью процесса временной нестабильности иСт является следующее выражение: о

u(t) = f(t) + u(t), о

где f(t) - детерминированная монотонная функция времени; u(t) -случайный процесс. В качестве f(t) используются различные аппроксимации, например, линейная, или экспоненциальная, в качестве о

модели u(t) используется нормальный стационарный процесс.

Учитывая возможные аномалии u(t), уровень метрологической безотказности ММ можно оценить следующим образом:

Bffi " i ~ Рнор " Ран> где Рмб ~ вероятность невыхода погрешности ММ за установленные пределы в течение заданного интервала времени Т; РНОр - вероятность выхода u(t) в течение Т за установленные пределы в отсутствие аномалий; Ран - вероятность возникновения в течение Т аномальных изменений u(t), приводящих к метрологическому отказу ММ, ' При использовании традиционных способов построения ИОН повышение МН Ш может быть достигнуто только в результате совершенствования технологии изготовления стабилитронов. Применение группового ИОН, в котором осуществляется усреднение напряжений стабилизация N стабилитронов, позволяет в d^paa снизить СКО u(t) по сравнении с ИОН, содержащим один опорный стабилитрон. Очевидно, что при этом уменьшается значение РНОр при ¿охранении тех же допускаемых границ для u(t) и того же временного интервала Т. Однако, Рад для группового ИОН,увеличивается. Поэтому и такой схемотехнический прием не решает проблемы Ш. Кроме того, из-за отсутствия модели временной нестабильности Uct. от- , ражащей аномальные изменения, не представляется возможным дать рациональные оценки для метрологического ресурса и достоверности функционирования ММ.

Не умаляя важности исследований, связанных с совершенствованием технологических процессов и построением модели надеж-тости стабилитрона, отметим, что. они требуют больших затрат и сопряжены с длительными экспериментами. К более быстрому и эко-

номичному решению проблемы обеспечения МН ММ может привести по-' иск путей создания источника опорного напряжения, малочувствительного к аномальным изменениям его опорных стабилитронов ; и . именно эта задача решается в данной диссертационной работе.

Использование группы из N однотипных нормальных элементов (НЭ) является традиционным приемом, позволяющим создать меру ■ напряжения постоянного тока, обладающую лучшей временной стабильностью по сравнению с отдельно взятым НЭ, В последние годы идея группового эталона (ГЭ) нашла новое приложение; речь идет о так называемых "интеллектуальных эталонах напряжения" (ИЭН) на основе прецизионных -кремниевых стабилитронов. Вычислительные возможности компьютера позволяют определять с поморю принятой модели временной нестабильности напряжешь стабйскзац&г 1-го стабилитрона Ц](Ь) текущее значение иСТ)(Ь), при.этом результаты сличения используются для проверки адекватности принятой ¡¿одели реальному процессу дрейфа.

. В данной работе предлагается использовать идею группового эталона для создания ИОН ММ., Воспользуемся терминологией, принятой в ряде публикаций, и в дальнейшзм будем называть такой ИОН "интеллектуальным эталоном напряжения"(ИЗН). Применение ИЭН вместо традиционного ИОН позволяет улучшить обе характеристики МНбезотказность и достоверность функционирования. .

Процедура контроля ИЭН Ш.

.В работе обосновывается целесообразность использования последовательной процедуры контроля. При этом на 1-м этапе ко- . следуется мгновенное значение процесса и!(Ь) - и 1 (Ьд-). При выполнении неравенства |и1(^)|>ин (где ия - граница допуска) принимается решение о переходе ко 2-му этапу кЬнтрола 1.-го стабилитрона, в противном случае стабилитрон признается годным.

На 2-м этапе предварительно накапливаются значения

.щО^г),......Щ^г+З-Тк),. • :и!(1г+п-Тк), вычисляются оценки а!*,

о

ЬЛ 61* (соответствующие линейной модели и^Ь^а^ЬрЬ-нцСЬ)), а затем выполняется допусковыи контроль этих оценок. При этом в вависимости от допускаемых значений вероятностей ошибок контроля первого и второго рода процедура контроля может быть завершена, или продолжена. При этом, в случае необходимости, 3-й этап контроля выполняется во время очередной поверки с помощью внешней меры.

- 15 -

Значительная часть 3-й главы посвящена расчету оптимальных значений контрольных допусков.

В качестве характеристики уменьшения точности ИЭН в среднем за МПИ, вызванного ошибками первого и второго рода, которые могут быть допущены на 1-м этапе контроля, используется циент увеличения СКО ИЭН (по отношению к СКО ИЭН в случае отсутствия аномалий временной нестабильности стабилитронов к сшибок контроля первого рода) Кб(1):

Кб(1) = Кб.1.ср(1) + Ран, ст. сум'Кб. 2, ст'1'-

= /l +П-Р1Л + PeH.CT.CVM- Л

где Кб.1,ср(1)" коэффициент увеличения в среднем за МПИ СКО «?К вследствие ошибок первого рода, допущенных на 1-м этапе контроля; Кб.2.ст(1)- коэффициент увеличения СКО ИЭН вследствие допущенной на 1-м этапе контроля ошибки второго рода - пропуска аномалии ступенчатого типа; Ран,ст.сум - вероятность возникновения в течение МПИ -хотя бы у одного стабилитрона аномального отклояениз щ(t) ступенчатого типа, не превосходящего по модули ив; ; Ран. ст. сум = 1 - (1 - Ран.ст)14; Ран. ст - соответствующая верозт-' . ность для отдельно взятого стабилитрона; п = Тк, г/Тк; Тк - пери, од контроля на 1-ом этапе; Т(:, г ~ продолжительность 2-го этапа контроля; Р1.1«1-[Ф(ин/б)]ы; Ф(ин/б) - значение интеграла вероятности; б - СКО случайной составляющей временной нестабильности стабилитрона в отсутствие аномалий.

Найденная ка 2-м этапе контроля оценка a¡* может Сыть использована для коррекции хранимого в памяти прибора значения Uct. i: UCT, i.oHJct, i+ai". Если коррекция выполняется при" условии: |а1*|>вн»'и есля считать, что в интервале ±ац плотность вероятности случайной на множестве величины ai,близка к постоянному значению, то выражение для оптимального значения ан, . соответствующее равенству бСк=биск (бек. бНск " СКО погрешностей, соответственно, Ucr. 1,ск и 1/Ст. i), имеет следуюаяй вид: ■

а«,опт - *4,5-б2(а#0-б(аОук. Показано, что в качестве ЬгР целесообразно выбрать значение, при котором Ьгр-Тк » Зб, т.е. Ьгр ■ Зб/Тк.

- 16 -

Оценка б/ является случайной величиной с распределением хи-квадрат. При установлении граничного значения бГр возможны ошибки контроля первого и второго рода, вероятности которых выражаются следующим образом:

Рг,г = Р< бьи«бн ! б1*>бГр>, Рг.г = Р< б!,и>бв I б1*<бгр>, где 61,и - истинное значение 61; бн - нижняя граница интервала значений 61,и, которые не соответствуют норме; бв 1 верхняя граница интервала значений 61,и, которые соответствуют норме;

бн = бгр-/(п -1)/Хр,п2, бв = бГр-/(п -1)/Х1-р,п2, х.2 - процентные точки 'распределения хи-квадрат.

Для. характеристики последствий ошибок, допущенных на 2-м этапе контроля, используются критерии Кб.1С2) и Кв.2(г)> аналогичные тем, которые были применены для 1-го этапа. Показано, что

/г-! í . г г

1 -1 г-0

- П-Ра.1/(1 + П-Р1.1) • где Р1.1 и Ра.2 -вероятности ошибок контроля 1-го и 2-го рода длй" первого этапа контроля; з=Ткши/Тк;

•г 1+п-[1-Ф(ин/(к-б))]

К6.2.к(2) - 1 + Е Р2.21-

1-1

5-[1-Ф(ин/(к-б))]

((М+к:

;)/Ы - 1

где к - коэффициент, характеризующий аномальное возрастание СКО случайной составляющей и(1) стабилитрона; V =•■ з /Бвыбр.к';

. Звыбр. к' - среднее число выбросов процесса с аномальным СКО.

В последней части 3-й главы рассмотрены вопроси, связанною с построением схемы КЗН и составлением методики сличения опорник стабщштронов. Обоснована целесообразность использования при разработке встраиваемого в Ш ИЭН следующих исходных посылок: 1)реализация поочередного измерения напряжений сличаемых стабилитронов с помощью имеющегося в составе .ММ АЦП, обладающего высокой разрешающей способностью и малой погрешностью линейности; 2)формирование выходного напряжения ИЭН как среднего из нап-

х

ряжений стабилизации метрологически исправных стабилитронов. В работе представлена схема ИЭН, разработанная с учетом этих условий, и выполнен анализ ее погрешностей для рабочего режима и режима контроля. Показано, что нестабильность напряжения ИЭН примерно в 3 раза меньше нестабильности обычного ИОН, построенного с использованием той же элементной базы. Отметим, что такой выигрыш в стабильности группового ИОН достигается при условии отсутствия аномальных изменений напряжений опорных стабилитронов; в случае возникновения достаточно интенсивной аномалии, этот эффект может существенно возрасти.

В четвертой главе рассмотрен.. пример реализации методов и средств обеспечения МН ММ. В качестве примера использована разработка, выполненная при участии автора на кафедре ИИТ МЭИ по ваказу ЛПО "Вибратор".

В разработанном ММ предусмотрена оптимизированная по критерию эффективность-стоимость система самодиагкостирования, которая содержит следующие встроенные средства функционального и тестового диагностирования: контрольный таймер, вспомогательное устройство отображения результатов диагностирования, программный семантический контроль, а также тесты ядра, ПЗУ, ОЗУ, калибровочного ЗУ, МП, узла клавиатуры и узла отображения.'

. Источник опорного напряжения ММ выполнен по схеме ИЭН и работает в соответствии с алгоритмом, разработанным автором и представленным в 3-й главе данной диссертационной работы. Приводится описание работы ИОН в режимах калибровки, воспроизведения й контроля, а также - анализ погрешностей.

Экспериментальные исследования включали машинное моделирование и натурные испытания разработанного ЖЭН,

', Целью машинного эксперимента являлась -проверка эффективности методики автоматического контроля временных изменений напряжений стабилизации, стабилитронов ИЭН и принятия решения по результатам контроля. Следует отметить, что использование для той же- цели натурного эксперимента практически неосуществимо, т.к. это потребовало бы проведения нескольких десятков серий испытаний ИЭН, причем длительность каждой серии должна равняться длительности предполагаемого межповерочиого интервала ММ.

Физический эксперимент заключался в определении погрешностей температурных поправок, вносимых в результаты сличения, получаемые при автоматическом контроле стабилитронов ИЭН. Значи-

шсть такого испытания обусловлена тем, что необходимым условием осуществимости разработанной методики контроля ИЭН является пренебрежимо малое влияние темпертуры на результаты контроля.

Машинный эксперимент включал проверку оптимальности значений контрольных допусков 1)н. ЬГр-Тк, ан, б*гр, полученных теоретическим путем, и определение условий отказа ИЭН.

Для поиска оптимальных значений контрольных допусков, соответствующих минимуму величин бИЭн . бИэн.а были использованы два метода оптимизации: метод поиска по образцу Хука-Дживса и симплексный метод Нелдера-Мида. При этом моделировались четыре состояния ИЭН: 1) аномалии отсутствуют; 2) возникает аномалия 1-го типа с а=7-б; 3) возникает аномалия 2-го типа с Ьа-ТМПи -12-6; 4) возникает аномалия 3-го типа с Полученные результаты моделирования подтверждают теоретические расчеты.

Для экспериментального выявления условий отказа ИЭН с оптимальными контрольными допусками моделировались наиболее неблагоприятные его состояния, а именно те, которые соответствуют наличия в составе ИЭН более, ^чеы одного аномального'стабилитрона. При это« рассматривались ситуации наихудшего случая, когда одновременно возникают дье и более аномалий одного типа и одинаковой (предельной недопустимой) интенсивности. Результаты этого эксперимента, свидетельствуют о высокой устойчивости разработанного ИЭН в условиях возникновения дестабилизирующих воздействий, связанных с аномальными отклонениями напряжений стабилизации отдельных стабилитронов. При этом уровень нестабильности ИЭН остается приемлемым даже в случае весьма маловероятного метрологического отказа четырех стабилитронов из восьми. Более того, примерно в БО % случаев одновременного метрологического отказа пяти стабилитронов ИЭН также сохраняет приемлемый уровень нестабиль-кости. .

Результаты физического эксперимента подтвердили правильность найденных теоретическим путем оценок погрешностей температурных поправок, вносимых в результаты сличения, получаемые при автоматическом контроле стабилитронов ИЭН.

В заключении перечислены результаты внедрения основных положений, выводов и рекомендаций данной работы в приборостроительной промышленности.

В приложении приведены перечень элементов принципиальной схемы ИОН и написанные на языке Бэйсик программы моделирования,

предназначенные для определения оптимальных-значений контрольных допусков и условий отказа ИЭН.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1,Для оптимизации системы самодиагностирования целесообразно использовать обощенные скалярные критерии эффективности и стоимости.

- 2.Разработана методика диагностирования микропроцессорного мультиметра, а также структурная схема и обобщенный алгоритм работы системы самодиагностирования. Показано, что оптимизация системы самодиагностирования может быть достигнута при сочетании Функционального и тестового диагностирования.

3.Разработаны новые и конкретизированы применительно к микропроцессорным мультиметрам известные решения встроенных средств. функционального и тестового диагностирования: семантический контроль; вспомогательный АДП; тесты ядра, калибровочного ЗУ, узлов отображения и клавиатуры.

4.При оптимизации системы обеспечения метрологической надежности микропроцессорного мультиметра в качестве показателей эффективности целесообразно воспользоваться коэффициентом частоты ремонтов и коэффициентом скрытой неработоспособности (по метрологическим отказам). '

, б.Вшолиен анализ модели прецизионного микропроцессорного

Мультиметра с позиций метрологической надежности, в результате которого показано, что главным факторе»), ограничивающим кетромо-, гическую безотказность и достоверность функционирования совре-' меншх прецизионных микропроцессорных мул&тиметроз, является временная нестабильность напряжения стабилизации стабилитронов, используешх в источниках опорного напряжения приборов.

'€. Обосновано использование метода группового эталона при построении источника опорного напряжения прецизионного микропроцессорного мультиметра, так называемого "интеллектуального эталона напряжения" (ИЭН).

7.Разработан алгоритм автоматического контроля ИЭН. Получены соотношения, позволяющие определить' значения допусков, обеспечивающих яаибольшую достоверность контроля ИЭН. Разработаны функциональная -схема ИЭН и методика сличения опорных стабилитронов. Выполнена оценка погрешности ИЭН и погрешности сличе-

hifii.

8.Результаты диссертационной работы нашли практическое применение в ряде разработок, выполненных на кафедре Информационно-измерительной техники МЭИ.

9.Машинное моделирование разработанного ИОН подтвердило . правильность полученных теоретическим путем оптимальных значений , контрольных допусков и показало его высокую отказоустойчивость, в условиях дестабилизирующих воздействий, связанных с аномальными изменениями напряжений стабилизации отдельных стабилитронов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ ИЗЛОЖЕНО В СЛЕДУЮЩИХ ПУБЛИКАЦИЯХ

1.Новиков В.А., Юрков Ю.А. Программная реализация функций управляющего автомата аналого-цифрового преобразователя //Тр. ин-та/Моск.энерг.ин-т.- 1981.- вш.557.- с. 3-7.

.- 2.Новиков В.А. .Шатохин A.A. Применение микропроцессора для управления время-импульсным преобразователем напряжение-код //В кн.: Применение микропроцессоров в измерительной технике: Межвузовск. сб. тр. N°6. М.: Моск.энерг.ин-т.-1982.-С.29-33.

3.Новиков В.А..Федоров A.M., Динеев Ю.Б. Вопросы диагностики цифровых вольтметров с микропроцессорным управлением // В кн.: -Применение микропроцессоров для управления и измерения: Межвузовск. сб. тр. №ll. М.: Моск.энерг.ин-т.- 1983.- с.87-94.

4.Новиков В.А. О диагностировании цифрового вольтметра с микропроцессорным управлением на этапе эксплуатации // Тр. ин-та / Моск.энерг.ин-т.- 1984.- выл.627:- с.30-40.

5.Новиков В.А. Увеличение метрологической надежности прецизионного микропроцессорного вольтметра // 6-я Всесоюзн.' на-

• учн.-техн. конф. "Методы и средства аналого-цифрового преобразо-■ вания параметров электрических сигналов и цепей": Тез. докл. -Пенза^- 1985.- с. 15-16.

6.Евланов Ю.Н., Новиков-В. А., Серов H.A., Шатохин A.A. Современные цифровые мультиметры системного назначения. - М., 1988. - 52с. (Обзорн. ИНформ./ШЖЗРМПРЙБОР. ТС-5; вып.5).

7.Евланов Ю.Н., Новиков В.А., Шатохин A.A. Повышение метрологической надежности системных мультиметров // Республик, на-учн.-техн. конф. "Теория и проектирование электронных вольтметров и средств их поверки": Тез. докл.-Таллинн,-1990.-с.9-10.

Введение.

1.Принципы обеспечения метрологической надежности микропроцессорных мультиметров.

1.1.Проблема метрологической надежности прецизионных средств измерений.

1.2.Метрологическая надежность микропроцессорных мультиметров.

1.3.Самодиагностирование микропроцессорных систем.

1.4.Особенности самодиагностирования микропроцессорных мультиметров.

Выводы. Задачи исследования.

2.Разработка системы самодиагностирования микропроцессорного мультиметра.

2.1.Дели и критерии оптимизации системы самодиагностирования микропроцессорного мультиметра.

2.2.Методика диагностирования.

Структура системы самодиагностирования.

2.3.Характеристика встроенных средств функционального диагностирования микропроцессорных мультиметров.

2.4.Характеристика встроенных средств тестового диагностирования микропроцессорных мультиметров. Алгоритм тестового ^диагностирования.

Выводы и основные результаты.

3.Разработка метода и средств увеличения метрологической надежности микропроцессорных мультиметров.

3.1. Система обеспечения метрологической надежности микропроцессорных мультиметров и критерии ее оптимизации.

3.2.Анализ модели микропроцессорного мультиметра с позиций метрологической надежности.

3.3.Разработка метода увеличения метрологической надежности микропроцессорных мультиметров, основанного на использовании "интеллектуального эталона напряжения".

3.3.1.Групповой эталон напряжения.

3.3.2.Преимущества использования ИЭН в качестве ИОН ММ.

3.3.3.Процедура контроля ИЗН ММ.

3.3.4.Выбор допуска, обеспечивающего наибольшую достоверность для первого этапа контроля ИЭН ММ.

3.3.5.Выбор допусков, обеспечивающих наибольшую достоверность для второго этапа контроля ИЭН ММ.

3.3.6.Схема ИЭН и методика сличения опорных стабилитронов.

Выводы и основные результаты.

4.Реализация методов и средств обеспечения метрологической надежности прецизионных микропроцессорных мультиметров.

4.1.Встроенные средства функционального и тестового диагностирования.

4.1.1.Критерий оптимизации системы самодиагностирования.

4.1.2.Встроенные средства функционального диагностирования.

4.1.3.Встроенные средства тестового диагностирования.ISO

4.2.Алгоритм работы источника опорного напряжения.

4.2.1. Калибровка.».

4.2.2. Воспроизведение.1S

4.2.3. Контроль.

4.3.Погрешности источника опорного напряжения.

4.3.1.Принципиальная электрическая схема ИОН.

4.3.2.Погрешность для режима ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ.

4.3.3.Погрешность для режима КОНТРОЛЬ.

4.3.4.Погрешности поправок.

4.4.Зксперименталь ные исследования источника опорного напряжения.

4.4.1. Машинное моделирование.

4.4.2. Физический эксперимент.

Выводы и основные результаты."

Термин "цифровые мультиметры", или просто "мультиметры "используется для обозначения многофункциональных электроизмерительных приборов с цифровым представлением измерительной информации. Среди мультиметров, выпускаемых в нашей стране и за рубежом, выделяют три группы приборов: 1)системные мультиметры; 2)мультиметры для лабораторных исследований; 3)мультиметры для промышленных измерений. Мультиметры, отнесенные к первым двум группам, в большинстве случаев являются прецизионными приборами, характеризующимися повышенным уровнем точности, стабильности и разрешающей способности.

Практически все модели современных прецизионных мультиметров построены с применением микропроцессоров (МП). Функциональные возможности и принципы организации встраиваемых в мультиметры микроЭВМ влияют на структуру, алгоритм работы и конструкцию прибора, создают предпосылки для реализации новых функций.

Для микропроцессорных мультиметров (ММ) характерно:

1)улучшение метрологических характеристик, достигаемое, главным образом, в результате использования алгоритмических способов повышения точности и разрешающей способности;

2)снижение аппаратурных затрат за счет программной реализации ряда функций;

3)повышение надежности за счет использования самодиагностирования. Среди метрологических характеристик прецизионных средств измерений (СИ) для потребителя одной из важнейших является метрологическая надежность (МН), которая определяется, в основном, долговременной стабильностью погрешности данного СИ. При этом МН можно рассматривать в двух аспектах. Во-первых, МН любого СИ мол жет быть оценена в виде метрологического ресурса Тм, т.е. среднего времени работы до метрологического отказа. Во-вторых, рассматривая выход погрешности СИ за допускаемые границы (метрологический отказ) как частный случай скрытого отказа СИ, можно охарактеризовать МН с помощью среднего времени скрытой неработоспособности (Тсн). С этими двумя показателями связана длительность межповерочного интервала Тмпи, которая, обычно, и указывается в нормативно-технической документации СИ. При этом для СИ, не имеющих систем встроенного контроля, Тмпи находится в строгом соответствии с Тм, что обеспечивает приемлемый уровень Тон. Среди особенностей, отличающих ММ от "традиционных" СИ, была отмечена их приспособленность к самодиагностированию. Использование системы встроенного диагностирования позволяет осуществлять контроль ММ и его функциональных узлов с достаточно высокой частотой, что позволяет установить существенно большее значение Тмпи при тех же значениях Тм и Тсн.

Увеличение метрологической безотказности (т.е. значения Тм) ограничивается характеристиками нестабильности современной элементной базы, в первую очередь, - операционных усилителей, резисторов и стабилитронов. Поэтому дальнейшее улучшение этого показателя ММ может быть достигнуто в результате совершенствования технологии изготовления указанных элементов. Однако, для достижения данной цели могут быть использованы и "интеллектуальные" возможности ММ.

Скрытое для пользователя отклонение реальных характеристик ММ от заданных может быть вызвано не только метрологическими, но и информационными отказами, т.е. отказами, связанными с нарушением таких внутренних функций прибора, как управление работой функциональных узлов, обработка результатов преобразований измеряемых величин, информационный обмен. В ряде случаев информационные отказы по своим последствиям подобны метрологическим. Для их своевременного обнаружения, также, как в случае метрологических отказов, целесообразно использовать встроенные средства диагностирования.

Таким образом,система самодиагностирования ММ должна с требуемой полнотой и глубиной своевременно обнаруживать и лока-лизовывать возникающие дефекты, приводящие к метрологическим и информационным отказам ММ. Однако, введение в структуру ММ средств самодиагностирования, очевидно, приводит к избыточности. В этой связи немаловажной является задача выбора критерия оптимизации системы самодиагностирования ММ.

Перечисленные выше задачи определили цель данной диссертационной работы - исследование и разработка методов и средств обеспечения метрологической надежности прецизионных микропроцессорных мультиметров.

- 7

Научная новизна работы заключается в:

- разработке критерия оптимизации системы самодиагностирования микропроцессорных мультиметров;

- разработке обобщенного алгоритма самодиагностирования микропроцессорных мультиметров;

- исследовании путей повышения метрологической надежности микропроцессорных мультиметров;

- разработке метода и средств повышения метрологической надежности микропроцессорных мультиметров.

Основными положениями, выносимыми автором на защиту, являются:

1.Критерий оптимизации системы самодиагностирования микропроцессорного мультиметра, необходимой для обеспечения требуемого уровня метрологической надежности.

2.Обобщенный алгоритм диагностирования микропроцессорных мультиметров.

3.Результаты анализа причин, ограничивающих метрологическую безотказность микропроцессорного мультиметра.

4.Метод повышения метрологической надежности микропроцессорных мультиметров, основанный на использовании разработанного автором группового автоматически контролируемого источника опорного напряжения.

Данная работа выполнена в рамках исследований по созданию прецизионных цифровых вольтметров и мультиметров, проводимых на кафедре информационно-измерительной техники Московского энергетического института. к I I

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1.Для оптимизации системы самодиагностирования целесообразно использовать обощенные скалярные критерии эффективности и стоимости.

Разработана методика диагностирования микропроцессорного мультиметра, а также структурная схема и обобщенный алгоритм работы системы самодиагностирования. Показано, что оптимизация системы самодиагностирования может быть достигнута при сочетании функционального и тестового диагностирования.

3.Разработаны ноЕые и конкретизированы применительно к микропроцессорным мультиметрам известные решения встроенных средств функционального и тестового диагностирования: семантический контроль; вспомогательный АЦП; тесты ядра, калибровочного ЗУ, узлое отображения и клавиатуры.

4.При оптимизации системы обеспечения метрологической надежности микропроцессорного мультиметра в качестве показателей эффективности целесообразно воспользоваться коэффициентом частоты ремонтов и коэффициентом скрытой неработоспособности (по метрологическим отказам),

5.Выполнен анализ модели прецизионного микропроцессорного мультиметра с позиций метрологической надежности, в результате которого показано, что главным фактором, ограничивающим метрологическую безотказность и достоверность функционирования современных прецизионных микропроцессорных мультиметров, является временная нестабильность напряжения стабилизации стабилитронов, используемых в источниках опорного напряжения приборов. б.Обосновано использование метода группового эталона при построении источника опорного напряжения прецизионного микропроцессорного мультиметра, так называемого "интеллектуального эталона напряжения" (ИЭН).

7.Разработан алгоритм автоматического контроля ИЭН. Получены соотношения, позволяющие определить значения допусков, обеспечивающих наибольшую достоверность контроля ИЭН. Разработаны функциональная схема ИЭН и методика сличения опорных стабилитронов. Выполнена оценка погрешности ИЭН и погрешности сличения.

8.Результаты диссертационной работы нашли практическое применение в ряде разработок, выполненных на кафедре Информационно-измерительной техники МЭИ.

9.Экспериментальные исследования разработанного ИОН подтвердили правильность полученных теоретическим путем оптимальных значений контрольных допусков и оценок температурных погрешностей ИОН, а также показали его высокую отказоустойчивость в условиях дестабилизирующих воздействий, связанных с аномальными изменениями напряжений стабилизации отдельных стабилитронов.

- 158 -ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основные положения, выводы и рекомендации данной работы проверены и подтверждены результатами экспериментальных исследований, разработкой микропроцессорных измерительных приборов, выполненных на кафедре Информационно-измерительной техники МЭИ при непосредственном участии автора. На основе проведенных исследований автором создана система самодиагностирования для серийно выпускаемых приборов: микропроцессорного мультиметра Щ1518 (Ленинградское ПО "Вибратор") и микропроцессорного измерителя удельного электрического сопротивления полупроводниковых материалов Ф4802 (Львовское ПО "Микроприбор"). Кроме того, в макете прецизионного микропроцессорного мультиметра с расширенными системными функциями, спроектированного на кафедре ИИТ МЭИ по заданию ЛПО "Вибратор", в качестве источника опорного напряжения использован высокостабильный, устойчивый к метрологическим отказам "интеллектуальный эталон напряжения", принципиальная схема и алгоритм работы которого разработаны автором.

Результаты диссертационной работы изложены в 7 публикациях и 7 отчетах о НИР.

1. Маклауд Дж.Цифровой мультиметр для автоматических испытательных систем/73лектроника.-1988.-N°3.-с.39-41.2.7071 and 7081 Precision digital voltmeters: Проспект/ Sol art ron Instruments.-1984.-24р.Великобритания.

2. S.The 1281 "Selfcal" digital multimeter: Проспект/Datron Instruments.- 12p.

3. Любимов Л. И.,Форсилова И.Д.,Шапиро Е.З. Проверка средств электрических измерений: Справочная книга.-Л. .-Знергоато-миздат. Ленинградское отд-ние, "1987. -298с.

4. Методические указания СЭВ МС 48-77. Стабильность и метрологическая надежность средств измерений.Термины и определения.

5. Екимов А.В.,Ревяков М.И. Надежность средств электроизмерительной техники.-Л.:Энергоатомиздат,1986.-208с.

6. Тарбеев Ю. В.,Иванов В. Н.,Новицкий П.В. Научно-технические перспективы обеспечения метрологической надежности средств измерений/УИзмерительная техника.-1982.-№5.-с.17-19.

7. Мостовой И. В.,Чернышева Т.И.Повышение метрологического ресурса аналоговых блоков ИИС коррекцией их начального уровня точности//Известия вузов.Приборостроение.-1980.-№8.-с.3-7.

8. Э.Рожнова Т.И. Определение состояния метрологических характеристик аналоговых блоков ИИС в процессе эксплуата-ции//Известия вузов.Приборостроение. -1979. -№9. -с. 17-21.

9. Коррекция погрешностей и диагностика в цифровом универсальном измерительном приборе с помощью микропроцессо-ра//Экспресс-информация.Контрольно-измерительная техника. -1977. №25. - с. 3-12.

10. Новицкий П.В. и др. Динамика погрешностей средств измерений. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990 192с.

11. S.D. Stever, J.E. Mueller,Т.G. Rodine,D.W. Olsen, R.K.Tuttle. Seven-function system multimeter offers extended resolution and scanner oapabilites/'/Hewlett-Packard J our.-1986,-Febr.-p.15-23.- 162

12. U.Qureshi. One-off calibration of DVMs//Electronic Engineering.-1986.-April.

13. Прецизионный цифровой вольтметр модели 7081 (Solartron): Инструкция по эксплуатации.

14. ВЦП.-Л.-04740.-М.-1985.-204с.

15. Smith Т.A.,Spreadbury P.J. An intellegent voltage standard//IEEE Tranactions on Instrumentation and measurement.-1987.-N°2.-p.296-299.

16. Соколов П.Т., Рождественская Т.Е. Высокостабильные меры постоянного тока для применения в нестационарных услови-ях/./ИКА. -1983. -№3(39). -с. 3-10.

17. Huntley L. A primary standard of voltage maintained in solid state references//IEEE Transactions on Instrumentation and measurement.-1987.-N°4.-p.908-912.

18. ГОСТ 23.563-79. Техническая диагностика. Контролепригодность объектов диагностирования. Правила обеспечения.

19. Основы технической диагностики:(Оптимизация алгоритмов диагностирования, аппаратурные средства)/ Под ред. П.П. Пархоменко. -М. :Энергия,1981.-320с.

20. Современные методы и средства диагностирования объектов вычислительной техники.- Обзорная информация ЦНИИ ТЭИ приборостроения. ТС- 2 "Средства вычислительной техники и оргтехники", еып.3,1986.-44с.

21. Еоллард Д. Проектирование сверхнадежных микропроцессорных систем//Злектроника. -1979. -№'1. -с. 73-80.

22. Способы предотвращения отказов микропроцессорных сис-тем//Экспресс-информация,сер. Надежность и контроль, качества.-1981.-№28.-с. 1-5.

23. Автоматическое обнаружение ошибок в микро-ЭВМ//Экс-пресс-информация,сер. Надежность и контроль качества.-1982.-№'18.-с.24-30.

24. Методы самоконтроля микропроцессоров и микропроцессорных систем/УЭкспресс-информация,сер. Контрольно-измерительная техника .-1980.- №22. с. 1 - 8.

25. Lala Р.К. Testing using a minimal number of instructions//Microprocessors and microsystems.-1981.-vol.5,№7.-p.295-298.

26. Исследование путей построения прецизионного цифрового вольтметра с использованием элементной базы IV поколения с мик- 163 ропроцессором/ Отчет о НИР, №гос.рег.: У62319, 1981.

27. Нейл М., Гуднер Р. Учет требований ремонта и обслуживания при проектировании микропроцессорных систем//Электроника. №5. -1979. - с. 40-49.

28. Особенности выполнения и применения встроенных автоматических устройств самоконтроля в микропроцессорных системах// Экспресс-информация,сер. Надежность и контроль качества. 1 982 . - №38. - с. 19- 23.

29. Георгиев Н.В., Орлов Б.В. Функциональный контроль полупроводниковых ЗУ//Электронная промышленность. -1980. №б. - с. 3- 20.

30. Данилов В.В., Клюев И.Н. Тесты с заданными свойствами для БИС 03У//Электронная техника,сер.8.-1983.-вып.3(102) .-с.30-37.

31. Фазанг П. Microbit способ самоконтроля сложных микро-компьютероЕ/УЭлектроника.-1983.-N°5.-с.35-40.

32. Фазанг П. Схемный модуль для практической реализации самотестирования/"/"Электроника. -1982. -N°10. с. 64-69.

33. Комоницки Д. Полное самотестирование системы результат синтеза существующих методов//Электроника.-1983.-N°5.-с.26-35.

34. Frohwerk R.A. Signature analysis: a new digital field service method//Hewlett.-Packard Journal.-1977.-May.-p.2-8.

35. Nadis H.J. Signature analysis concepts, examples and guidlines,//Hewlett-Packard Journal.-1977.-May.-p.15-21.

36. Кирьянов К.Г.,Соловейчик Э.Б. К проектированию РЭА, ориентированной на диагностику сигнатурным анализом//Техника средств связи, сер. Радиоизмерительная техника.-1980.-вып.1(26) с.9-84.

37. Самоконтроль измерительных приборов с микропроцессорами/Экспресс-информация, сер. Контрольно-измерительная техника. -1984.-№42.-с. 1-8.

38. Ferraris F., Pravis М. The auto-diagnosis system for an intellegent measuring instrirnient//Measurement.-1987.-N°4.

39. Глазунов Л.П. и др.Основы теории надежности автоматических систем управления: учебное пособие для вузов.-Л.Энергоа-томиздат, Ленинградское отделение. 1984-208с.

40. Основы моделирования сложных систем/ Под ред.И.В.Кузьмина. -Киев:Вица школа.1981-360с.

41. Надежность и эффективность в технике: Справочник. В Ют./Ред. совет: B.C.Авдуевский (пред.) и др.-М.Машиностроение :1987,т.9.Техническая диагностика/Под общ. ред. В.В.Клюева,1. П.П,Пархоменко.-352с.

42. Городницкий С.Р.Коэффициент готовности средств измере-ний//Надежность и контроль качества.-1988.-N°8.-с.37-40.

43. Евланов Ю.Н., Шатохин А.А.Алгоритмы интегрирующего аналого-цифрового преобразования цифровых вольтметров с микропроцессорным управлением/'/Измерения, контроль, автоматизация.-1984.-N°2 (50) .-с. 18-26.

44. Диденко В.И., Евланов Ю.Н., Малиновский В.К. Анализ погрешностей двухтактного интегрирующего аналого-цифрового преобразования. -В кн. .-Развертывающие системы/ Под ред. В.Л.Славинс-кого. -м.- Энергия, 1975. -280с.

45. Пат. 4281281 США, НКИ 323-271. Reference volt-age source.-Опубл. 28.07.81.

46. Розенблат М.Г., Михайлов Г.Х. Источники калиброванных напряжений постоянного тока.-М.:Энергия,1976.

47. Серов Н.А.Разработка и исследование методов повышения точности цифровых интегрирующих вольтметров с микропроцессорным управлением: Автореф. дис. на соиск. учен, степени канд. техн. наук.-М.,1985.-20с.

48. Еанди Б. Методы оптимизации. Вводный кури: Пер с англ. М7: Радио и связь, 1988.

49. Вострокнутов Н.Н., Земельман М.А. Метрологические характеристики точных стабилизаторов напряжения и методика их исс-ледования/УИзмерит. техника, -1964. -№l, -с, 38-41,

50. Венгеровский В.В., Вайнштейн А.Х. Прецизионные полупроводниковые стабилизаторы.-Л.:Энергия,1974.

51. Переверзев Е.С. Случайные процессы в параметрических моделях надежности.-Киев.-Наукова думка, 1987.

52. Егорычев Л.Н. и др. Исследование долговременной стабильности мер опорного напряжения на стабилитронах типа КС191Р//Труды метролог, институтов СССР.-1979.- вып.232(292).•■> 1 (wtu к.-'—' «

53. Фрумкин В.Д., Рубичев H.A. Теория вероятностей и статистика в метрологии и измерительной технике.-М.:Машиностроение, 1987.-168с.- 165

54. Исследование и разработка базовой модели микропроцессорного мультиметра с расширенными системными функциями/ Отчет по НИР, гос. per. №01880043089,1989.

55. Исследование и разработка цифрового вольтметра с микропроцессорным управлением / Отчет по НИР, гос. per. №790373179,1979.

56. Исследование и разработка цифрового вольтметра класса 0,01 с микропроцессорным управлением / Отчет по НИР, гос. per. №01820075670,1982.

57. Исследование и разработка микропроцессорного цифрового измерителя удельного электрического сопротивления полупроводниковых материалов/ Отчет по НИР, гос. per.№01840009101,1984.

58. Цифровые и аналоговые микросхемы: Справочник/ Под ред. С, В.Якубовского.-М.:Радио и связь,1989.-496с,

59. Коммутационные устройства РЭА/ Под ред. Г.Я.Рыбина. -М.:Радио и связь,1985.

60. Диоды: Справочник/ Григорьев О.П. и др.-М.:Радио и связь,1990.-336с.

61. Резисторы: Справочник/ Под общ. ред. И.И.Четверткова и В.М.Терехова.-М.:Радио и связь,1987.-352с.

62. Test. & Measurement: 1993-1994 Catalog- and Reference Guid / Keithley Instruments, Inc.-1993, 240p.