автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.05, диссертация на тему:Измерение параметров электрических цепей переменного тока методом сложного отношения

11 о

Санкт-Петербургский государственный технической университет

Л Г! , .т

На правах рукоииси

АБДУЛЛАЕВ АХМЕД ШАХМВДДИН ОГЛЫ

ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЗЛШТИЧВСКИХ Ц0ШЙ ПЕРЖЕННОГО ТОКА МЕТОДОМ СЛОЖНОГО ОТНОШЕНИЯ

Специальность 05.11.05 " Приборы и метода изыерения алектри-

_ _ _ «

ческих н магнитных величин

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученое степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1ЭЭ5

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном техниче университете.

Научный руководитель: доктор технически! наук

Мазин В.Д.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Цветков З.И.

кандидат технических наук Пащенков В.М.

Ведущая организация - ВНИШ им.Д.И.Менделеева / Санкт-Петербур:

Защита состоится " ^ 995 г> в часов на заседании

специализированного совета Д 063.38.11 в Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 194021, Санкт-Петербург. Политехническая ул., 21, ауд.34.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотек! университета.

Автореферат разослан " 995 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

Молотков С.В,

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность. Точность является высшим критерием любого измерительного процесса, поэтому повышение точности измерительных устройств всегда остается актуальной задачей измерительной техники. Решение этой проблемы осуществляется различными методами.

Конструижадно-технологические метода уменьшения погрешностей, включающие в себя консервативные и адаптивные методы, суть которых заключается в защите измерительных устройств от действия побочных возмущающих факторов и в снижении чувствительности измерительного устройства к этим факторам соответственно, связаны с подбором качественных материалов и высокой технологией, использованием новых физических явлений. В связи с высокой стоимостью, а иногда и малой эффективностью их применение в ряде случаев оказывается нецелесообразным.

Другим способом уменьшения погрешностей является получение в процессе измерения дополнительной информации о погрешностях измерения, позволяющей исключить влияние последних на результат измерения. Это достигается за счет введения структурной, временной и структурно-временной избыточности. Методы повышения точности, разработанные на этой основе называются структурным. или струтурнхучхлгорилгяичестшг.

Благодаря средствам вычислительной техники применение для повышения точности измерения структурно-алгоритмических методов становится естественным и аффективным.

В то же время представляет постоянный интерес измерение комплексных величин, образующих важный и обширный класс электрических величин и несущих информацию о качестве изделий, свойствах веществ, протекании процессов.

Одним из структурно-алгоритмических методов является недавно предложенный метод сложного отношения ( ЫСО ), основанный на использовании главного проективного инварианта. Возможности этого метода исследованы до сего времени применительно лишь к одномерным, скалярным величинам.

Целесообразность применения МСО к измерению комплексных величин вытекает из того факта, что измерительные преобразова-

ния параметров электрических цепей переменного тока во многих, случаях являются проективными, т.е. выполняющими основное условие применимости метода.

Целью работы является исследование метода сложного отношения применительно к измерению параметров электрических цепей переменного тока.

Задачи исследования состоят в определении возможных реализаций МСО при измерении комплексных величин, анализе погрешностей, определении условий целесообразного использования и ограничений на применение метода, экспериментальной оценке точности измерителя параметров электрических цепей переменного тока, работающего по МСО.

Методы исследования. При выполнении работы использованы элементы теории функции комплексного переменного, проективной геометрии, теории электрических цепей, теории погрешностей и методы многопарамэтрической оптимизации. Научная новизна работы заключается в следувдем:

- для различных реализаций метода получены формулы вычисления составляпцих измеряемой комплексной величины по результатам измерительных преобразований "параметр-напряжение";

- синтезированы структурные схемы измерителей параметров электрических цепей переменного тока, реализуюцих ЫСО;

- исследованы влияния различных погрешностей на результат измерения методом сложного отношения;

- найдены оптимальные сочетания образцовых мер и масштабных коэффициентов, обеспечивающих минимальные значения составляющих погрешности МСО и делахщих применение метода наиболее целесообразным и эффективным.

Основные положения, выносимые на защиту:

1 .Формулы вычисления составляющих измеряемого параметра, ис-пользущие значения образцовых мер и выходных напряжений измерительной цепи.

2.Принципы построения измерителей параметров электрических цепей, реализующих МСО.

3.Результаты исследования и минимизации погрешностей, возникавших при измерении методом сложного отношения.

4.Результаты экспериментального исследования измерителя на основе МСО.

Практическая ценность работы заключается в нахождении методологических и схемотехнических решений, на основе которых могут быть построены простые и высокоточные измерители параметров электрических цепей переменного тока.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Методология измерения" (Ленинград, 1991 г.), научно-технической конференции с международным участием "Радиотехнические системы ( навигации, связи ), средства измерений и новые информационные технологии"^ Красноярск, 1992 г), IV Всесоюзной научно-технической конференции" Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике"( Харьков,1993 г), научно-технической конференции с международным участием "Проблемы техники и технологии XXI века" ( Красноярск, 1994 г.), научно-технической конференции ( Москва, 1994 г.).

Структура и об'ем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, насчитывающего 63 наименования, и двух приложений. Основной текст содержит 156 страниц, включая 105 рисунков и 42 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и основные задачи исследований, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе проанализированы структурно-алгоритмические метода, используемые для повышения точности измерения параметров электрических цепей переменного тока. Судя по литературным данным, из таковых в настоящее время используются лишь метод образцовых мер и тестовые методы. Показано, что применение метода образцовых мор, использующего полиномиальную функцию преобразования средства измерения, из-за ограниченности числа членов изначально содержит погрешность неадекватности. Кроме того, использование такой модели, либо ее кусочно-линейной аппроксимации усложняет алгоритм функционирования. В целом, повышение

точности определения параметров комплексной величины этим методом достигается увеличением разрядности АЦП и усилением фильтрации. Эти меры усложняют прибор и увеличивают время измерения.

Отмечен ттритрттия^рну и существенный недостаток тестовых методов при кусочной аппроксимации, выражающийся в вычислении разностей близких между собой чисел, сопровождающееся обычно большими погрешностями.

Метод вспомогательных измерений позволяет уменьшить только дополнительные погрешности, отличаясь при этом существенной сложностью реализации .

При использовании итерационных методов для коррекции погрешностей электрических цепей, характеризуемых дробно-линейной функцией преобразования "параметр-напряжение", возникают трудности, связанные с необходимостью наличия точного обратного преобразователя с такой же функцией преобразования, что ставит само применение метода в таком случае под вопрос.

По сравнению с развитыми структурно-алгоритмическими методами МСО при измерении параметров электрических цепей обладает следующими непосредственно видимыми достоинствами:

- использование инвариантных свойств именно тех измерительных преобразований, которые имеют место в реальных измерительных цепях, т.е. отсутствие погрешности аппроксимации;

- отсутствие необходимости решения систем уравнений;

- возможность применения как в условиях отключения измеряемой величины, так и при ее постоянном наличии на входе;

- сравнительная простота схемной реализации;

- отсутствие процессов, гребущих сходимости ( итераций, уравновешиваний ).

Во второй главе выделены особенности, характеризующие МСО при измерении комплексных величин. С учетом того, что в общем случав, при измерении комплексных величин методом сложного отношения ко входу Ш подаются величины вида Х^ 1=к1«Х+Х1, где ^-масштабные коэффициенты, Х1- комплексные образцовые величины, Х- измеряемая величина, из главного уравнения метода

Jt4.X + X4 - k,.X - X1

iyX^ - yx-x,___

kg.X + Xg - yx - X3 yx + X, - кд.Х - X4

. VlLi. VLLI

Y - Y

найдены соответствующие расчетные формулы. Установлено, что применительно к измерению комплексных величин НСО имеет три основные группы реализаций, признаком различия которых являются ограничения в условиях использования масштабных коэффициентов и образцовых мер, составляющих входные величины.

Для первой группы реализаций для вещественной Re¿ и мнимой IraX частей получено:

ReX= •

1 H.P+N.Q

Ak

Рг + Qz

IfflX=

1 P.H-M.Q

Ak

Рг + q2

, где

H= -Rea.A+Ima.B-Reb•A' +Inb. Б'; íí= -Ima - A-Rea. B-Imb.A'-Reb.В•; P= -Ree• A-Imc• B+Red. A1 -Imd.В'; Q= Imc.A-Rec.B+Imd.A'+Red.B';

Rea, Ima, Reb и Imb являются функциями действительных и мнимых частей мер вида

Rea=(ReX4-ReXg). (ImXg-ImX, MReyRey. (ImyimX4),

А, В, А' и В' являются функциями действительных и мнимых частей выходных напряжений преобразователя вида

А= (ReY3-ReY1). (ReY2-ReY4)- (ImY3-ImY1). (lmY2-ImY4),

Ak=k1~k, где у-коэффици e нт, отличающийся от остальных трех равных между собой коэффициентов( условие этой группы), обозначенных через к. Значения Ree, Imc, Red, bad для одного из возможных вариантов в первой груше приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Условие Ree Imc Red Imd

Rei^-Rei, Intimi, ReXg-ReX4 1шХ2-1шХ4

- б -

ReX=

ImZ=-

где

Для второй группа реализаций для вещественной ReX и мнимой ImX частей получено:

(ReX,-ReXg)• IR^S -(ImXj-Im^).]^ #

l

A.JÎMIF + Q2)

(ReXt -ReXg ). jïbS + (Im^ -bat, ). iïûs A.iz.iH2 + Q2)

R=i (M.№-P.Q)2+(a.d-b.c)2. (A'.B-A.B')2; S=M.!h-P.Q; P=a.B+b.B'ï N=c.A+d.A'; M=a.A+b.A'; Q = c.B4-d.B»;

а~*гз'к41 * (W^i >; ;

Для третьей группы реализаций для вещественной ReX и мнимой Uni частей получено:

. M.P+N.Q . P.N-ll.Q

ReX=—я-; ImЪ=—=--- , где

р2 + q2 р2 + Q2

Ä=(ReX*-EeX*).(a.A+b.A')-(ImX'-ImX*)•(a.B+-b-B');

К=(1йХ'-1шХ*). (a.A+b.A')+(ReX'-ReX*). (a.Bfb.B'); P=c.A+d.A'; CH3.B+Û.B'.

Здесь Hei*(ImX' )- активное ( реактивное ) сопротивление меры, отличающееся от остальных трех равных мевду собой активных

( реактивных > сопротивлений мер( условие этой группы ), обозначенных через ReX*( ImX*).

Значения коэффициентов а,Ъ,с я d для одного из возможных вариантов в третьей группе приведены в таблице 2.

Для практической реализации МСО применительно к измерению комплексных величин могут быть использованы, в основном четыре схемотехнических варианта.

Таблица 2.

К: Условие а Ъ с 1

1 х2=х3=хл=х* к42 ^23'^41 ""^гл'^з!

Первая схема, названная базовой, приведена на рис.1. Она содержит источник переменного напряжения (ШН) 1, блок образцовых мер с подключающими их к измерительной цепи ключами. 2, преобразователь измеряемого параметра в напряжение 3, переключатель опорного напряжения фазочувствительного выпрямителя (ФЧВ) 4, ФЧВ Б, фазовращателя (ФВ) 6, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) Т, микропроцессор(МП) 8, отсчетное устройство (ОУ) 9.

Здесь необходимые составляющие выходных напряжений преобразователя "параметр-напряжение" и 1тУ1ввделяются ФЧВ, подразумевающего наличия ФВ.

рис.1.

Во втором варианте необходимые величины НеУ1=От1<созф1 и 1юУ1=иш1>з111ф1 определяются из соотношения

<1+2.ит1Оосоэиа;ио ГД9 и и2 " ^ли вы-

ходных напряжений преобразователя в измерительных тактах, напряжения ИПН и напряжения на выходе .. сумматора. Это определяет вторую структурную схему (рис.2.),, где в отличие от первого

варианта 4-сумматор, 5-амшштудный детектор (АД), 6-Щ1.7-МП, 8-ОУ.

рис.2.

В варианте по рис.3, применен встроенный фазовый измеритель (И). Здесь в отличие от предыдущих, вариантов 4- АД. 5- ФИ. Составляющие выходных напряжений преобразователя, необходимые для определения сложного отношения, вычисляются по формулам

рис.3.

На рис.4 изображена схема, которая реализует правую часть уравнения < 1 ). Здесь (^-измеряемый об'ект, 01,02 и 0Д- образцовые оО'екты. Всевозможные комбинации положений ключей 1 и 2 позволяют сразу снимать с точек А и В необходимые разности напряжений, являющихся компонентами сложного отношения. Такое построение схемы отличается более быстрым его определением. С точки зрения временных затрат преимущество такой схемы очевидно.

Кроме этого, если об'ект измерения находится на расстоянии от измерительного устройства, возникает известная проблема влияния импедансов подводящих проводов. Показано, что она может

¿о

рис.4.

быть решена способом, естественным для МСО, т.е. за счет подключения образцовых мер в том конце линии, где находится объект измерения. Схема, реализующая эту идею, приведена на рис.5.

оимп.'

-4 1 ! мм

1 ¡мммьл

оусш

рис.5.

Добавленные обмоточные сопротивления вместе со всевозможными паразитными параметрами, проявляющимися особенно при измерении малых сопротивлений и на высоких частотах, (емкости и сопротивления утечек, индуктивности и взаимные индуктивности проводов) присутствуют во всех тактах измерения, создавая одинаковые условия их проведения. При этом не нарушается дробно-линейность функции измерительного преобразования, что является единствен-

ным условием применения ЫСО. Такое построение схемы совместно с применением МСО имеет существенное преимущество потому, что в других аналогичных устройствах душ устранения влияния подводящих проводов на результат измерения применяются дополнительные, иногда довольно сложные способы коррекции.

Приведен сравнительный анализ перечисленных схем с точки зрения точности, простоты и быстродействия.

Несмотря на то, что во втором варианте отсутствуют ФЧВ и ФВ, появляются новые узлы: сумматор и ¿Д. Последние по сравнению о первыми являются относительно более простыми звеньями измерительной цепи, и улучшение их точности не вызывает особых трудностей, тогда как получение высокой точности ФЧВ и ФВ простым способом сложно.

В базовом варианте для переключения опорного напряжения ФЧВ в каждом такте измерения требуется время порядка 2 мко. Во второй схеме при отсутствии ФЧВ и ФВ на определение путем вычисления составляющих выходных напряжений преобразователя требуются затраты, которые отсутствуют в базовом варианте и составляют около 80-100 мс. Работа по схеме рис.3.также сопровождается дополнительной вычислительной процедурой. Последнее представляет собой более трудоемкую операцию по сравнению с предыдущим вариантом, поскольку здесь необходимы вычисления синуса и косинуса углов сдвигов, что требует составления соответствующих программ.

Наиболее предпочтительной и естественной структурной схемой является базовая.

Практически важным является использование в качестве мер О и ю одновременно, осуществляемого коротким замыканием и разрывом цепи(рис.б.) Этот случай является наиболее простым и естественным. В этом случае предложена последовательность проведения тактов измерения, позволяющая снизить погрешность от неточности мер в уГ раз.

В третьей главе определены и исследованы следующие составляющие погрешности при измерения методом сложного отношения: погрешность от неточности масштабных коэффициентов и образцовых мер; погрешность от неточного вычисления сложного отношения; погрешности, вносимые ФЧВ, ФВ и остаточными параметрами коммутирующих

ФЧВ

рис.б.

ключей; динамическая погрешность.

Погрешность от неточности масштабных коэффициентов и образцовых мер вызвана их отклонениями от номинальных значений и вклад этой погрешности в суммарную погрешность характеризуется коэффициентами:

V

г аиеХ к± "|2 у Г 31тХ ^

и

кЙГ

кЕх=

4

В

1=1

бйех

НеХ^г

еИеХ, ИеХ

аиех

азм.

1тХ. ИеХ

Ч]

а-

В

1=1

а!тХ

айеХ, 1тХ

-Т*(

дШ 1тХ

д1тХ, 1тХ

соответственно.

Установлено, что коэффициент к^= кх во всем диапазоне изменения кА/к3 за исключением области, где к±и к3 близки, приближается к единице. В области, где к/к3и1, коэффициенты ^ и сильно возрастают. Эта область должна считаться запретной. Исходя из требования подбора оптимального набора образцовых мер, обеспечивэщего минимальное значение погрешности от их неточности, проведена минимизация коэффициентов к^ и к21, представ-яидах собой многопарамэтричэские функции. Из-за того, что в ми-

низируемые выражения входят и составляющие измеряемой величины, минимизация осуществлялась усреднением погрешности по диапазонам измерения обеих составляющих. Зависимость погрешности от составляющих измеряемой величины представляет собой поверхность. Между этой поверхностью, плоскостью, определяемой осями составляющих измеряемой величины, и плоскостями, определяемыми попарно осями измеряемых составляющих и осью погрешности образуется пространственная фигура, целиком характеризующая своим об'емом величину указанной погрешности. Минимизируемые функционалы имеют вид:

11

8В---------I [ (2)

7 7

Йт1п Хю1п 1 1

--[ [ (3)

Ет1п 1т1п * -I

2 2 Нт1п Хт1п

где гн=ИеХ/ (НеХшах • Д&); г1=1гаХ/(1гаХшах-АЗс); г^йеХ^лЦ^;

С верхние ) границы диапазонов измеряемых составляющих. Минимизация данных функционалов осуществлялась методом спирального покоординатного спуска для трех-, десяти- и стократного диапазонов измерения составляющих без ограничений и с ограничениями на практическую реализуемость. Для всех реализаций при полученных в результате минимизации наборах масштабных коэффициентов и образцовых мер получены зависимости коэффициентов к^ и к2х от приведенных к траницам указанных диапазонов измерения составляющих. Последние показывают, что вклад рассматриваемой составляющей в суммарную погрешность в исследованных диапазонах для обеих составляющих измеряемой величины, как правило, меньше ежницы. Нижняя граница этих коэффициентов достигает примерно 1 /УьП.

Погрешность от неточного вычисления сложного отношения имеет причины как инструментального, так и методического характера.

Исследован коэффициент отличия, характеризующий отношение СКЗ погрешностей квантования при многотактовом и одноразовом измерениях. Этот коэффициент при измерении действительной и мнимой частей выражается как

ПеХ

ВдЕеК .2 г аИеХ .г"]

-т\ + I-Н

аНеУ. дШ, J

1=1

1шХ

Ва1шх , амх ^21 анеу. азж.

1=1

где Бйа4 и 01т"

яаксимальные изменения действительной и мнимой частей выходной величины преобразователя, соответ-ствущие диапазону измерения. Здесь минимизировались функционалы, аналогичные (2) и (3).

Исследованная составляющая погрешности, обусловленная неточностью АЦП увеличивается в среднем на порядок, по отношению к простому измерению.

Погрешность ФЧВ является инструментальной погрешностью, имеющей аддитивную, мультипликативную и нелинейную составляющие. Аддитивная и мультипликативная составляющие устраняются операциями вычитания и деления, выполняемыми при вычислении сложного отношения. Однако, это в общем не относится к погрешности линейности, она устраняется лишь частично. Исследованы коэффициенты, выражающие отличие погрешности, вносимой ФЧВ при измерения ЫСО, от погрешности одноразового измерения. Они показывают степень уменьшения погрешности линейности ФЧВ в результате измерения, несмотря на то, что при этом в общем нарушается дробно-линейность функции преобразования, которое означает отклонение от условия применимости МСО.

Аналогичные коэффициенты для ФВ показывают, что погрешность ФВ также входят в результирующую погрешность с коэффициентом, меньшим единицы. Наблюдается существенная негладкость поверх-

ности распределения этого коэффициента по диапазонам измерения.

Бри подборе используемых ключей таким образом, что их остаточные параметры оказываются идентичными, погрешность, вносимая ими в результат измерения, равна нулю. Показано, что в случае же отклонения от этого условия, путем соответствующего подбора используемых мер эта погрешность может быть уменьшена по сравнению со значением такой погрешности при одноразовом измерении.

При измерении методом сложного отношения, как и в других многотактовых измерениях, вследствие изменения измеряемой величины во времени возникает динамическая погрешность. При этом в отличие от случаев измерения скалярной величины в динамическом режиме, изменения вещественной и мнимой составляющих измеряемой вели-личины могут носить разный характер и происходить с разной скоростью. Показано, что возможно оптимальное датирование, заключающееся в указании такого момента времени, в который динамическая погрешность равна , нулю,.

При проведении измерения на низких частотах возможно наличие сетевой помехи. В принципе МСО обладает повышенной помехоустойчивостью. Это обусловлено во-первых тем, что при постоянной или медленно меняющейся помехе она практически исключается из результата измерения. Кроме того здесь возможно и достижение другого эффекта, заключающегося в том, что при периодических помехах, тактирование измерений может производиться с периодом, кратным периоду помехи.

Четвертая глава посвящена экспериментальной части работы. Описана экспериментальная установка, приведены принципиальные схемы ее основных узлов.

В экспериментальной оценке точности измерения на разных частотах использованы разные схемы ФЧВ и ФВ, меры и АЦП разной точности, разные структурные схемы, в комплексе создающие различные условия проведения эксперимента.

В первом случав в качестве мер использовались конденсаторе К10-23 и резисторы С2-29, измеренные в лаборатории СПбГТУ мостом Е7-8. Результаты измерений показали, что использование этого прибора для аттестации мер и АЦП сравнительно низкой точное-

ги не позволяют в достаточной мере реализовать возможности метода. Поэтому следу пням шагом в экспериментальных исследованиях являлось использование мер, производства ВНИШим.В.И.Менделеева, которые арестовывались прибором МЦЕ-18А (1кГц). В целях повышения точности АЦП был использован универсальный вольтметр Щ31, класс точности которого составляет 0.005/0.001. Каждый раз в качестве измеряемой величины выступала одна из используемых мер.

В принципе для экспериментального определения погрешностей МСО можно использовать мер! любых значений. Одаако, более целесообразным и эффективным является вариант, когда меры взяты с определенным их соотношением между собой, о чем говорилось выше. В этом случае, как и ожидалось, достигнуто улучшение результата измерения.

Как известно, на высоких частотах имеет место проявление паразитных параметров, и возникает необходимость учета их влияния на результат измерения. При этом в некоторых случаях применяются специальные меры, способствующие избавлению от указанного нежелательного явления.

Здесь проявляется замечательное свойство метода, которое позволяет не проводить указанные дополнительные мероприятия. Суть заключается в том, что усложнение измерительной цепи паразитными связями не сказывается на результате измерения по той причине, что функция преобразования измерительной цепи сохраняет свой дробно-линейный вид. Последнее следует из того факта, что любая линейная измерительная цепь, какой бы сложной она ни была, в общем случае описывается дробно-линейной функцией от каждого из ее элементов.

На частоте 1МГц использованы мери, аттестованные прибором ВДЕ-17А, являющимся на данной частоте наиболее точным из отечественных.

Во втором случае измерения проводились по схеме, в которой участвует фазовый измеритель. Использовался фазометр Ф2-34, погрешность которого составляет 0.01 градуса. В качестве АЦП использован диодный компенсационный вольтметр переменного тока ВЗ-49, работаыций в области частот от 20 Гц до 10 МГц. Основная погрешность этого прибора не превышает 0.2%.

Измерение на частоте 60 Гц проводились по трем схемам. Образцовым средством измерения служил прибор УМЕ-10 производства ВНИИИим. Д.И.Менделеева, имеющий несколько частотных поддиапазонов. На указанной частоте погрешность результата измерения С этим прибором находится в пределах 0.001- 0.1%. Результаты свидетельствуют о том, что измерение по второй схеме по точности существенно уступает базовой. Причиной этому служит прежде всего, видимо, то обстоятельство, что при измерении векторомерным способом во время вычисления составляющих по формулам МСО не происходит устранения мультипликативных и аддитивных погрешностей составляюцих выходных напряжений преобразователя.

В проведенных опытах меры по устранению сетевой помехи не не предпринимались, что вполне могло обусловить сравнительно низкую точность измерений по второй и третьей схемам.

В целом эксперимент показал, что на стандартной частоте 1 кГц и на низких частотах ( 60 Гц ) МСО обеспечивает точность, сравнимую с точностью лучших современных мостов. На частоте 1ЫГц погрешность при измерении МСО не превосходит удвоенной погрешности лучших отечественных мостов. При этом никаких специальных мер схемного или конструктивного характера, направленных на уменьшение возникающих на высоких частотах взаимных влияний, не принималось. Наилучшая точность измерения методом сложного отношения достигнута при использовании ФЧВ.

Экспериментальная оценка точности измерения параметров электрических цепей переменного тока методом сложного отношения показала, что щи простой структуре и низкой стоимости измерители на основе МСО должны обладать точностью, приближающейся к точности современных цифровых мостов.

В приложении 1 приведена головная программа оптимизации многопараметрической функции.

В приложении 2 приведены картины зависимости коэффициентов вклада погрешности от неточности масштабных коэффициентов и образцовых величин в суммарную погрешность для разных реализаций МСО и разных диапазонов измерения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ:

1. На основе анализа структурно-алгоритмических методов, используемых для повышения точности измерения параметров электрических цепей переменного тока показано, что для СИ с дробно-линейной функцией преобразования метод сложного отношения обладает рядом достоинств по сравнению со своими аналогами.

2. Получены расчетные формулы МСО при измерении комплексных величин, разработаны принципы построения средств измерения, использующих реализации метода, проведен сравнительный анализ этих структур с точки зрения их точности, простоты и временных затрат. Предложен способ устранения влияния паразитных импедан-сов подводящих проводов, являющийся естественным для ЫСО.

3. Указаны в исследованы составляющие суммарной погрешности метода при измерении комплексных величин, получены оптимальные комбинации масштабных коэффициентов и образцовых мер, делающих применение метода наиболее эффективным применительно к каждой из рассмотренных составляющих, изучен вклад каждой составляющей в суммарную погрешность в пределах полученных условий применимости.

4. Осуществлена экспериментальная проверка метода на различных частотах, подтвердившая его эффективность.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАПЩ

1 .Абдуллаев А.1., Мазин В.Д. Погрешности измерения комплексных величин методом сложного отношения// Тез. докл. Всесоюз. науч.-техн. конф."Методология измерения", Л., 1991 .-с.96-98.

2.Абдуллаев А.Ш., Мазин В.Д. 00 измерении параметров электрических цепей переменного тока методом сложного отношения // Тез. докл. науч.-техн. конф. с мезд. участ. "Радиотехнические системы ( навигации, связи ), средства измерений и ноше информационные технологии", Красноярск, 1992.

3.Абдуллаев А.Ш., Мазин В.Д. Автоматический цифровой измеритель параметров цепей переменного тока на основе метода сложного отношения// Тез. докл. 17 Всесоюзной науч.-техн. конф. "Устройства преобразования информации для контроля и управле-

вия в энергетике", Харьков, 1993.

4.Абдуллаев А.Ш., Мазин В.Д. Устройство для измерения параметров электрических, цепей переменного тока// Сборн. науч. трудов Азербайджанской Нефтяной Академии, Баку, 1993, Н:4.

б.Абдуллаев А.Ш., Мазин В.Д. Условия минимальности погрешности от: неточности мер при измерении параметров электрических цепей переменного тока методом сложного отношения// ИТ.-1993,-. Н:2.- с.54-56.

6.Абдуллаев А.Ш., Мазин В.Д. Инструментальные погрешности измерителя параметров электрических цепей переменного тока методом сложного отношения// Тез. докл. науч. конф. с мевд. участ. "Проблемы техники и технологии XXI века", Красноярск, 1994.

7.Абдуллаев А.Ш.Выбор оптимальных наборов масштабных коэффициентов и образцовых мер при измерении комплексных величин методом сложного отношения// Тез. докл. науч. техн. конф. П.,1994.

в.Абдуллаев А.Ш., Мазин В.Д. Универсальный измеритель параметров электрических цепей переменного тока// Вопр. науч. исслед.и их прил. Ухта, 1995,- с.6-10.