автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.05, диссертация на тему:Магнитострикционные преобразователи положения с повышенной точностью и быстродействием

На правах рукописи Герасимова Людмила Александровна

МАГНИТОСТРИКЦИОННЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПОЛОЖЕНИЯ С ПОВЫШЕННОЙ ТОЧНОСТЬЮ И БЫСТРОДЕЙСТВИЕМ

Специальность 05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 7 ДЕК 2С09

Уфа-2009

003488941

Работа выполнена в ГОУ ВПО "Уфимский государственный авиационный "технический университет" на кафедре информационно-измерительной техники

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Ясовеев Васих Хаматович

Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор

Надеев Альмансур Измаилович, Астраханский государственный технический университет, зав. кафедрой электрооборудования и автоматики судов

доктор технических наук, профессор Галиев Анвар Лутфрахманович, Стерлитамакская государственная педагогическая академия им. Зайнаб Биишевой, проректор по НР и ИД

Ведущая организация: ГОУ ВПО "Уфимский государственный

нефтяной технический университет*

Защита состоится "28" декабря 2009 г. в 10-00 часов на заседании диссертационного Совета Д-212.288.02 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу: 450000, г. Уфа-центр, ул. К.Маркса, 12,__^__;_.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного авиационного технического университета.

Автореферат разослан "25" ноября 2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, проф.

О—'

Г.Н.Утляков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Для обеспечения высокой эффективности работы автоматизированной системы контроля и управления необходимо получить качественную измерительную информацию (т.е. информацию о технологических параметрах контролируемых объектов и т.д.), которая в немалой степени зависит от вида измерительных приборов применяемых в системе. В промышленности широко применяют магнитострикционные преобразователи положения, основанные на бесконтактном методе измерения, работающие в агрессивных и взрывоопасных средах, а также в широком диапазоне температур, при ударных и вибрационных нагрузках, которые обладают высокой надежностью и достаточно высокой точностью, при своей невысокой стоимости.

Созданию различных способов реализации МПП, а также выявлению конструктивных и алгоритмических принципов улучшения метрологических и других характеристик посвящены работы таких ученых как Э.А. Артемьев, С.Б.Демин, Р.Ю. Мукаев, А.И. Надеев, О.Н. Петрищев, М.А.Ураксеев, А.П.Шпинь, В.Х. Ясовеев и др.

Основные зарубежные производители МПП: Schlumberger Industries (Франция); MTS (США); Fillips, Balluf (Германия) и др. Преобразователи этих фирм имеют допустимую погрешность измерения не более 1мм; диапазон рабочих температур - от -200 до +200 "С; измеряемое перемещение — от 0 до 6000мм; обладают высокой помехоустойчивостью и минимальной потребляемой мощностью.

В настоящее время широкое распространение получили интеллектуальные магнитострикционные преобразователи положения. Внедрение таких устройств позволяет улучшать характеристики прибора, уменьшать погрешности, возникающие при обработке сигнала, а также повышать быстродействие шгнитострикцношюго преобразователя. С учетом того, что погрешность преобразователя в динамическом режиме значительна, существует необходимость разработки методов повышения точности МПП с быстрым перемещением подвижного элемента.

Основное внимание уделяется технологическим и в меньшей степени структурным методам повышения точности и увеличения быстродействия МПП, а также недостаточно полно исследованы возможности улучшения вышеназванных характеристик путем применения микропроцессорных устройств. Развитию этого направления посвящены работы Надеева А.И., Вдовина А.Ю., Кононенко C.B. и др.

В связи с вышеизложенным, разработка магнитостршщионных преобразователей положения с повышенной точностью и увеличенным быстродействием обработки результатов преобразования является актуальной.

Цель работы и задачи исследования: разработка способов повышения точности и увеличения быстродействия магнитострикционных преобразователей положения.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

- разработать магнитострикционный преобразователь положения (МПП), с повышенным быстродействием и уменьшенной температурной погрешностью;

- разработать алгоритмы работы преобразователя временных интервалов в код и способы их реализации с применением микропроцессорных устройств, которые позволяют повысить быстродействие магнитострикциониого преобразователя положения;

- исследовать погрешности преобразования рециркуляционных преобразователей (РП) временных интервалов в код, с регрессирующим и прогрессирующим характерами рециркуляции;

- исследовать погрешности фиксации временного интервала МПП при воздействии помехи;

- разработать имитационные модели рециркуляционных преобразователей с использованием SCADA - системы TRACE MODE, позволяющие анализировать работу, получать выходные коды, показывать способ запуска и остановки преобразователей с регрессирующим и прогрессирующим характерами рециркуляций;

- разработать алгоритм и программу проектирования МПП, при изменении его входных параметров: скорости ультразвука, длины магнитострикционной линии, коэффициентов деления и умножения с последующим расчетом быстродействия полученной схемы.

Методы исследования. Для решения поставленных задач и достижения намеченной цели использованы методы математического моделирования, методы теории дифференциального и интегрального исчисления, моделирование на ПЭВМ с использованием пакета MathCad и SCADA-системы TRACE MODE, а также языка программирования С++. На защиту выносятся:

- структура магнитосггрикционного преобразователя положения, в измерительный и опорный блоки которого введены RISC/DSP-процессоры конвейерного типа с разделением команд для работы с памятью и для преобразования информации, позволяющая увеличить быстродействие магнитострикционного преобразователя (на 80% и более относительно существующих типов МПП) и осуществлять коррекцию температурной погрешности при реализации рециркуляционных преобразователей (РП) и отдельных блоков логометрического преобразован™ на базе микропроцессора;

- алгоритмы работы вторичных преобразователей временных интервалов в код МПП, в которых реализуются функции блоков со значительными задержками сигнала в микропроцессоре, что обеспечивает повышение быстродействия устройства до 50% от его первоначального значения;

- результаты анализа абсолютной погрешности преобразования МПП с использованием рециркуляционных преобразователей для длины звукопровода свыше 2 м, учитывающие изменение скорости звука в материалах, на основе которых получены поля допусков данной погрешности от 0,6 мс до 1,4 мс для РП регрессирующего типа и от 0,96 мс до 1,03 мс для РП прогрессирующего типа;

результаты анализа погрешности фиксации временного интервала МПП при воздействии помехи, на основании которых установлено, что при значениях сигнал/шум > 4 для различных коэффициентов затухания импульса (1,21 Дб/м, 1,86 Дб/м, 2,2 Дб/м, 2,86 Дб/м) погрешность уменьшается в 1,3 раза;

- имитационные модели рециркуляционных преобразователей с использованием SCADA - системы TRACE MODE, позволяющие получать выходные коды устройства, показывать способ запуска и остановки преобразователен с регрессирующим и прогрессирующим характером рециркуляции;

- алгоритм и программа проектирования МПП, при изменении его входных параметров: скорости ультразвука, длины магннтострикционной линии, коэффициентов деления и умножения с последующим расчетом быстродействия полученной схемы. Так при различных скоростях ультразвука, с учетом увеличения длины магнитострикционной линии, время преобразования возрастает от 0,66 мс до 0,38 с при применении различных типов микропроцессоров.

Научная новизна:

- предложена структура магнитострикционного преобразователя положения, позволяющая увеличить быстродействие преобразователя (на 80% и более относительно существующих типов МПП) и осуществлять корректировку температурной погрешности при реализации рециркуляционных преобразователей и отдельных блоков логометрического преобразования на базе микропроцессора;

- предложены и обоснованы алгоритмы работы вторичных преобразователей временных интервалов в код МПП, в которых путем реализации функций блоков со значительными задержками сигнала в микропроцессоре обеспечивается повышение быстродействия устройства;

обоснованы результаты анализа абсолютной погрешности преобразования МПП с использованием рециркуляционных преобразователей для длины звукопровода свыше 2 м, учитывающий изменение скорости звука в материалах, с применением которых получены поля допусков погрешности от 0,6 мс до 1,4 мс для РП регрессирующего типа и от 0,96 мс до 1,03 мс для РП прогрессирующего типа. Получены зависимости значения погрешности от времени прохождения ультразвуковой волной магнитострикционной линии;

- обоснованы результаты анализа погрешности фиксации временного интервала МПП при воздействии помехи, на основании которых установлено, что при значениях сигнал/шум > 4 для различных коэффициентов затухания импульса (1,21 Дб/м, 1,86 Дб/м, 2,2 Дб/м, 2,86 Дб/м) погрешность уменьшается в 1,3 раза;

- предложена программа проектирования МПП, при изменении его входных параметров: скорости ультразвука, длины магнитострикционной линии, коэффициентов умножения и деления с последующим расчетом быстродействия полученной схемы. Установлено, что время преобразования возрастает от 0,66 мс до 0,38 с для различных типов микропроцессоров, при

различных скоростях ультразвука, с учетом увеличения длины магнитострикционной линии.

Практическую значимость составляют:

- аппаратно - программные методы уменьшения погрешности МПП;

- алгоритмы реализации электронных преобразователей временных интервалов в код магнитострикционного преобразователя положения;

- программа проектирования МПП с заданными характеристиками.

Практическая значимость работы подтверждена актами внедрения результатов исследования в учебный процесс кафедры «Информационные технологии и системы управления» филиала ГОУ ВПО «Московского государственного университета технологий и управления» в г. Мелеузе.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на ряде научных конференциях: XI Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Москва 2005), XII Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Москва 2006); Всероссийской научной конференции «Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства» (Мелеуз, 2007); Международной научной конференции «Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства» (Мелеуз, 2008); Региональной научно-практической конференции «Технология, автоматизация, оборудование и экология промышленных предприятий» (Уфа, 2008); Международной научной конференции «Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства» (Мелеуз, 2009).

Публикации результатов исследования. Основные положения работы опубликованы в 13 научных работах, из них три статьи в изданиях рекомендованных ВАК (журнал «Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика.»: Москва, 2006_№9 - С. 48-51; журнал «Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика.»: Москва., 2007. №11 - С.46-48; журнал «Датчики и системы.»: Москва., 2008. №10 - С.51-53.). По теме диссертационной работы получен патент РФ на полезную модель (Ультразвуковой уровнемер. № 68125 Опубл. 10.11.07. Бюл,- № 31) и свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ (Программа подбора комплектующих магнитострикционного преобразователя положения, согласно предъявляемым к нему требованиям. № 2009611664 от 27.03.09г.).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав основного текста,, перечня результатов и выводов, списка литературы из 112 наименований и пяти приложений общим объемом 44 страницы. В работе содержится 39 рисунков и 9 таблиц.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выполненной научной работы, сформулированы цель и задачи исследования, приведены основные научные результаты, выносимые на защиту, указана их научная новизна и практическая значимость.

В первой главе выявлены факторы, препятствующие удовлетворению предъявляемым к МПП требованиям по точности и быстродействию. На примере современных систем управления показаны возможности применения преобразователей положения и уровнемеров для наиболее эффективного решения задач управления. Сформулированы требования к характеристикам преобразователей положения, применяемым в системах автоматического управления.

Указано, что создание надежных с расширенными функциональными возможностями преобразователей параметров движения является перспективной и актуальной задачей.

Достоинство ультразвуковых преобразователей - высокая точность цифрового кода, в который преобразуется выходной сигнал, представляющий собой время движения волны упругой деформации от излучателя к приемнику. Согласно такому преобразованию структура МПЕГ1 состоит из двух блоков: первичного преобразователя, и вторичного, необходимого для формирования и обработки сигналов с первичного преобразователя, фиксации эквивалентного перемещению временного интервала.

Базовые конструкции первичного преобразователя МПП, построенного на продольных и крутильных волнах приведены ниже.

_/_

. 1 -Ц 2 с=1-р-"р-^

1,2-акустические демпферы; 3-звукопровод; 4-обмотка возбуждения; 5 - обмотка

считывания; 6,7-постоянные магниты Рисунок 1 - Базовая конструкция первичного преобразователя МПП на продольных волнах

При подаче импульса тока возбуждения в обмотку 5, в звукопроводе 3 под обмоткой возбуждается продольная ультразвуковая волна, которая распространяется в обе стороны звукопровода. Волна, распространяющаяся вправо, поглощается в демпфере 2, а влево - наводит ЭДС в обмотке считывания 4 через отрезок времени tx, пропорциональный положению I. Волна, распространяясь далее, поглощается демпфером 1.

Скорость распространения продольных волн без учета дисперсии в звукопроводе равна:

И?* (1)

где Е - модуль упругости материала звукопровода; р - плотность материала звукопровода.

Время распространения волны до демпфера 1 рассчитывается по формуле

= (2)

где / - расстояние между элементами считывания и возбуждения; Si -

чувствительность МПП; V - скорость ультразвуковой волны.

На рисунке 2 представлена базовая конструкция первичного преобразователя МПП, построенного на крутильных волнах.

1-р

ч=Ьн

1, 5 - демпферы; 2 - звукопровод; 3 - постоянный магнит; 4 - обмотка считывания Рисунок 2- Базовая конструкция первичного преобразователя МПП на крутильных волнах

Из рисунка 2 видно, что подвижным элементом является постоянный магнит 3. Импульс тока подается в звукопровод 2. Возникающее вокруг звукопровода круговое магнитное поле вступает во взаимодействие с продольным магнитным полем постоянного магнита и вследствие прямого магнитострикционного эффекта (эффекта Видемана) в звукопроводе возникает крутильная ультразвуковая волна, которая, распространяясь по звукопроводу 2, гасится в демпферах 1, 5. На катушке считывания ультразвуковой импульс преобразовывается в электрический и на выходе МПП формируется интервал времени, пропорциональный преобразуемому положению.

Скорость распространения крутильных волн по звукопроводу определяется по формуле

где в - модуль сдвига.

В первой главе рассмотрены методы преобразования временного интервала в код. В настоящее время нашли широкое применение алгоритмические методы, которые позволяют смоделировать с применением блок-схем и математических формул работу разрабатываемого устройства. Предложены алгоритмы работы вторичных преобразователей временных интервалов в код МПП, в которых реализуются функции блоков со значительными задержками сигнала в. микропроцессоре. Быстродействие схем рассчитывается как время задержки микросхем по максимальной цепочке преобразования, с учетом времени обработки сигнала для применяемых микропроцессорных устройств. Установлено, что применение микропроцессора увеличивает быстродействие преобразователя до 50% от его первоначального значения.

Во второй главе рассмотрены точностные характеристики магнитострикционных преобразователей положения. Указано, что статические характеристики определяются уравнением преобразования. Они зависят от типа ультразвуковых волн, входного перемещения и способа образования временного интервала. Приведены статические характеристики МПП для продольных и крутильных волн.

Рассмотрено влияние затухания и шума на сигнал приемника. В точке приема напряжение описывается следующим выражением:

и г-11 т- к -е-*" 5Ш(» • /2 - % . (4)

где иш - амплитуда; к - суммарный коэффициент преобразования; р -коэффициент затухания; <й=2zf - круговая частота; 12 - момент фиксации приема сигнала на временной шкале; ср3 - сдвиг фаз, вызванный задержкой в приемнике; X - длина волны; х - длина звукопровода.

Изменяя длительность временного интервала и коэффициент затухания, а, также учитывая изменения отношения сигнал/шум, рассчитана погрешность фиксации временного интервала под воздействием помехи. По полученным данным установлено, что при значениях сигнал/шум > 4 для различных коэффициентов затухания импульса погрешность уменьшается в 1,3 раза.

В машинбстроительных отраслях наиболее часто имеют место скорости перемещения подвижных элементов до 10м/с. На основании этого определена динамическая погрешность МПП на крутильных и продольных волнах с учетом скорости перемещения подвижного элемента преобразователя

Дда« (5)

где 8 - чувствительность, Ь - измеряемое перемещение, Уп - скорость перемещения подвижного элемента МПП, - время преобразования входного сигнала.

д тн = Уп " 'яр = 2мм.

дин црод Л '¡' птд А тч = ^п • 1рр ~ 3,3ММ.

ДИН КРУГ II Иг КРУТ '

Рисунок 3 — Зависимость динамической погрешности от измеряемого перемещения

Установлено, что при увеличении измеряемого перемещения (более 1 м), динамическая погрешность увеличивается, в связи с этим, существует необходимость разработки методов повышения точности для магиитострикционных преобразователей положения с быстрым перемещением подвижного элемента.

Указано, что недостатками базовой схемы являются наличие температурной погрешности, и невысокая разрешающая способность по перемещению. Для компенсации температурной погрешности выявлены причины ее возникновения, которые связаны с изменением упругих свойств материала звукопровода при изменении температуры окружающей среды.

Основным источником температурной погрешности преобразования является температурная нестабильность скорости распространения ультразвуковой волны в материале звукопровода.

Во второй главе предложена схема вторичного преобразователя ультразвукового магнитострикционного уровнемера, позволяющая применив логометрический метод преобразования, уменьшить температурную погрешность а, применив микропроцессорное устройство повысить его разрешающую способность и быстродействие.

Рисунок 4 - Структурная схема вторичного преобразователя ультразвукового магнитострикционного уровнемера

Рассчитано время преобразования электронной части схемы без учета задержки в первичном преобразователе для одного цикла преобразования п=1

Ъда = (* ЗД.» + * ЗД. да + IЗД. ов + 1 зд. УI + IПР ии + РГ1 + ^Д сч + рг)'П, (6)

где I зд. бф время задержки распространения сигнала в буфере; I зд дш -время задержки распространения сигнала в дешифраторе; г зд 0в - время задержки распространения сигнала в одновибраторе; t зд. у, - время задержки сигнала в усилителе 1; - время преобразования измерительного блока; 1ПР РП - время преобразования рециркуляционного преобразователя; 1ЗД сч - время задержки счетчиков; %д РГ - время записи регистров хранения; п - количество циклов измерения.

Время преобразования электронной части схемы без учета задержки в первичном преобразователе для одного цикла преобразования п=1, составило

1пр = 787 не.

Установлено, что применение совокупности логометрического метода и рециркуляционного преобразователя позволяют устранить температурную погрешность и уменьшить погрешность квантования.

Исследованы зависимости времени преобразования от измеряемого расстояния с применением логометрического преобразования (рисунок 5, б) и без него (рисунок 5, а).

Таблица 1 - Зависимость времени преобразования при изменении длины звукопровода х от 1 м до 16 м до применения логометрического преобразования

Таблица 2 - Зависимость времени преобразования при изменении длины звукопровода х, от 1 м до 16 м после применения логометрического преобразования

х. И IX. м:

Круткпькьм латах (с-3000xfc) 11рС1ПрП>ЫМ ВОЛЮ4 (с ■ 5000 кк}

1 0,334 0,2

2 0,667 0,4

3 1.0 0.6

4 1.334 0.S

5 1,667 1,0

. 6 2,0 1,2

7 3,334 1,4

8 2.667 1.6

9 3.0 1.8

10 - 3.334 2,0

11 3.667 2,2

12 4.000 2.4

13 4.334 2,6

И 4,667 2.8

15 5,0 3.0

16 5,334 3,2

-'и. м ti. MC tX. MC

Кружнльиые ШЛМ (с - 3000 nfc) Продольные мни (c-5000

i. 002061 0,335 1,003435 0.201

2,001S'24 0.663 2.00j206 0.402

3.0017 8» 1.0 3.002977 0.611

4.001619 1-VSV 4.0027-IS 0,805

5.001512 1.668 5,002519 1.011

6.001374 2,001 6.00229 1.231

7.001237 2JM 7.002061 1.412

S.001099 2.GoS 8.001S32 1.621

9 ,OOOfo2 3,001 9.001603 l.SOl

10.00082 3.334 10.00137 2.013

u.ooots З.ЫЗ 11.00115 2.241

12.000*5 4.001 12.00092 2.422

13.000-il 4,334 13,00069 2.607

14.0002" 4,66" 14.00046 2,831

15.O0014 5.001 15,000 23 3,014

1« 5 JW 16 3.232

По данным таблиц 1 и 2 получены следующие зависимости времени преобразования от измеряемого расстояния _

X, м

1- применение логометрического преобразования для v=3000 м/с, 2-без применения логометрического преобразования для "v=3000 м/с, 3- применение логометрического преобразования для v=5000 м/с, 4-без применения логометрического преобразования для v=5000 м/с

Рисунок 5 - Зависимости времени преобразования от измеряемого расстояния для скоростей звука 3000м/с и 5000 м/с

Установлено, что применение логометрического метода преобразования для магнитострикционного звукопровода длиной до 16м с подвижным приемником ультразвукового сигнала показывает незначительное снижение быстродействия на 0,2%.

Третья глава посвящена разработке магнитострикционного преобразователя положения с применением RISC/DSP - процессора (Е1-32). Были рассмотрены микропроцессорные устройства, применяемые в измерительной технике, их характеристики, отличительные особенности и области применения. Проведено сравнение эффективности архитектур

микропроцессоров. Выявлено, что использование ЮВС-процессоров, позволяет повысить производительность, точность и быстродействие магнитострикционных преобразователей положения.

Ориентируясь на принципы построения МПП, наиболее простой и надежной является конструкция МПП на крутильных волнах, с применением дЬполниггельного канала, реализующего логометрическое преобразование.

* л

О QI

■Э а 5

i !<§

J" 3 о

"S е а

.о. w а

с; е о

э *>

t о.

fj с о

Усилитель Блок дёшфрйции -- Блок буфершх формиро&зтелей

тока адреса

измерительный Влок

8

У-

опорный блох

Вторичный пре оёр азо 9 ателк

Ь, §

С*

N

Рисунок 6 - Структурная схема вторичного преобразователя ультразвукового уровнемера с применением RISC/DSP -процессора

Усовершенствование схемы приведенной ранее на рисунке 4 состоит в том, что сигналы на блок буферных формирователей поступают не с шины ISA, а непосредственно с процессора, также рециркуляционные преобразователи, включенные в измерительный и опорный блоки, реализуются программно в микропроцессоре, что позволяет повысить быстродействие и точность преобразования предложенного устройства.

Время преобразования в предлагаемой структурной схеме уменьшается, т.к. подсчет и хранение импульсов осуществляется в микропроцессоре, а функции рециркуляционного преобразователя реализуются во встроенном АЛУ RISC/DSP -процессора.

Общее время преобразования составляет

^ПРмп~ (t 3Д. бф t зд, дш + tЗД ов +1зд У, + tnp.+ inpireVn, (7)

где t пр. мнч> — время обработки сигнала в микропроцессоре; t пр. иб - время преобразования измерительного блока.

Время преобразования электронной части схемы без учета времени задержки в первичном преобразователе для n = 1 составляет

*ПРМ„ = 61НС.

Сравнивая время преобразования ультразвукового магнитострикционного уровнемера до применения микропроцессорного устройства, рассчитанного во второй главе и время преобразования ультразвукового магнитострикционного уровнемера с применением RISC/DSP- процессора видно, что быстродействие преобразователя временных интервалов в код увеличивается на 80% и более. Разработаны и проанализированы имитационные модели

рециркуляционных преобразователей с регрессирующим и прогрессирующим характером рециркуляций в SCADA-системе TRACE MODE. РП созданы на основе функциональных блоков, которые связаны между собой с помощью редактора базы каналов.

Производится визуализация работы двух видов РП, которая упрощает процесс анализа функционирования рециркуляционных преобразователей. На рисунке 7 представлен рециркуляционный преобразователь с регрессирующим характером репнркуляций.

Рисунок 7 - Имитационная модель рециркуляционного преобразователя с регрессирующим характером рециркуляций

Установлено, что имитационные модели РП, позволяют получать выходные коды устройства, показывают способ запуска и остановки рециркуляционных преобразователей с регрессирующим и прогрессирующим характером рециркуляций.

Современное компьютерное программное обеспечение в совокупности с применением микропроцессорных устройств расширяет возможности разработки и увеличивает быстродействие схем, поэтому, применение имитационного моделирования позволяет проанализировать процесс работы рециркуляционного преобразователя, который будет реализован программно внутри микропроцессорного устройства.

Были получены зависимости абсолютной погрешности преобразования РП от времени прохождения ультразвуковой волной магнитострикционной линии.

Для РП регрессирующего типа абсолютная погрешность преобразования рассчитывается как

мх = '(г™ "~Г^ + г„ ='Хт" ,(Гдз' +г0, (В)

где т0 - абсолютная погрешность квантования, максимальное

значение измеряемого временного интервала, Тлз1 - время задержки линии.

Для РП с прогрессирующим характером рециркуляции абсолютная погрешность определяется следующим выражением

Д/Г=а—Ь-М',г.), (9)

где время задержки линии Л32, наибольшее значение

преобразуемого временного интервала.

"" ' Из уравнений (8) и (9) получены зависимости абсолютной погрешности преобразования РП с прогрессирующим и регрессирующим характером рециркуляций от времени прохождения ультразвуковой волной магнитострикционной линии при изменении длины звукопровода от 2м до 6м с учетом отклонения скорости звука на ±(3,24 + 10,61)%, По ним определены поля допуска абсолютной погрешности преобразования РП.

Таблица 3 >- Зависимость абсолютной погрешности преобразования МПП от длительности временного интервала при изменении скорости звука

ц/п Скорость, м/с % отклонения аб сопютная по гр ешность преобразования; дня РП регрессирующего типа, £ а 6 с олютнзя по гр ецшо ста преобразования дня РП прогрессирующего тюта, £

т. 1 т.2 т. 3 т.! т.2 т. 3

1: 2681.7 -10,61 0,000724 0,0014 0,00068 0,000952 0,00105 0,000605

2 2907,3 -3,2 0,0006 0,0013 0,000639 0,000973 0,001035 0,000627

3 3000 0 0,0006 0,0014 0,000606 0,000965 0,00103 0,000633

4 3092,7 . +3,2 0,0006 0,0014 0,0009 0,000978 0,001029 0,000652

5 3318,3 +10,61 0,00058 0,00135 0,0009 0,00098 0,00101 0,000671

а - при отклонении скорости звука 3000м/с нз минус 10,61%; б - при отклонении скорости звука 3000м/с на плюс 10,61%; в - при скорости звука 3000м/с

Рисунок 8- Зависимости абсолютной погрешности преобразования МПП с использованием РП с регрессирующим характером рециркуляций от длительности временного интервала

6

а - при отклонении скорости звука 3000м/с на минус 10,61%; б - при отклонении скорости звука 3000м/с на плюс 10,61%; з - при скорости звуха 3000м/с

Рисунок 9- Зависимости абсолютной погрешности преобразования МПП с использованием РП прогрессирующего типа от длительности временного

интервала

Установлено, что разброс погрешностей для РП прогрессирующего типа в 1,7 раз меньше, чем для РП с регрессирующим характером рециркуляции, но применение РП регрессирующего типа не требует ввода дополнительных блоков для ограничения процесса циркуляции.

В четвертой главе произведена разработка алгоритма и программы проектирования МПП, при изменении его входных параметров: скорости ультразвука, длины магнитострикционнон линии и других параметров с последующим расчетом быстродействия полученной схемы. Разработана структура интерфейса пользователя и дочерних окон.

Программа включает в себя: основное окно программы, окно параметров, пиктограммы запуска схемы, окна виртуальной модели, исторического отчета и результирующего отчета, и окна с вкладками для навигации между ними. Общий вид графического экрана представлен на рисунке 10.

у-

1- окно «Параметры»; 2- панель управления окном «Параметры» (пуск, выключение, полоса прокрутки); 3- поле «длина липши, м»; 4- поле «скорость сигнала, м/с»; 5- окно датчика; б- вкладка «Модель»; 7- вкладка «История»; 8- вкладка «Результаты»; 9- окно основной схемы преобразования; 10- окно процессора; 11- основное окно программы Рисунок 10 - Общий вид графического экрана

Приведены алгоритмы работы приложений, функций нажатия пиктограмм, рабочего потока и т.д. Произведено описание интерфейса программы, всех ее функций, настроек и возможностей.

Исследованы варианты реализации МПП с применением разработанной программы для различной длины звукопроводов. Выявлено, что время преобразования, т.е. быстродействие той или иной схемы зависит от времени преобразования вторичного преобразователя, также от скорости обработки сигнала в микропроцессоре и времени прохождения ультразвука по звукопроводу.

В заключении сформулированы основные выводы и результаты диссертационной работы.

В приложениях приведен листинг программы, графики экспериментальных данных, акты внедрения.

Основные результаты и выводы

1 Предложена структура магнитострикционного преобразователя положения, с увеличенным быстродействием преобразователя (на 80% и более относительно существующих типов МПП) и коррекцией температурной погрешности при реализации рециркуляционных преобразователей и отдельных блоков логометрического преобразования на базе МБС/ОБР-процессора (патент РФ на полезную модель № 68125 «Ультразвуковой уровнемер». Опубл. 10.11.07. Бюл.- № 31).

2 Предложены алгоритмы работы вторичных преобразователей временных интервалов в код МПП, в которых путем передачи функций отдельных блоков со значительными задержками сигнала в микропроцессор обеспечивается повышение быстродействия устройства до 50% от его первоначального значения.

3 Обоснованы результаты расчета абсолютной погрешности преобразования МПП с использованием РП с регрессирующим и прогрессирующим характером рециркуляций, учитывающие изменение

IS

скорости звука в материалах. Выявлено, что разброс погрешностей для РГ1 прогрессирующего типа в 1,7 раз меньше, чем для РП с регрессирующим характером рециркуляций, но применение РП регрессирующего типа не требует ввода дополнительных блоков или выполнение каких-либо вычислений для ограничения процесса циркуляции.

4 Обоснованы результаты анализа погрешности фиксации временного интервала МПП при воздействии помехи, на основании которых установлено, что при значениях сигнал/шум > 4 для различных коэффициентов затухания импульса (1.21 Дб/м, 1,86 Дб/м, 2,2 Дб/м, 2,86 Дб/м) погрешность уменьшается в 1,3 раза.

5 С помощью разработанной программы проектирования МПП установлено, что при различных скоростях ультразвука, с учетом увеличения длины магнитострикционной линии, время преобразования возрастает от 0,66 мс до 0,38 с в зависимости от выбранного типа процессора для различных вариантов реализации вторичного преобразователя.

6 Разработаны имитационные модели рециркуляционных преобразователей с использованием SCADA - системы TRACE MODE, позволяющие получать выходные коды устройства, показывать способ запуска и остановки РП с регрессирующим и прогрессирующим характером рециркуляций.

По теме диссертации опубликованы следующие работы В изданиях из перечня ВАК

1 Повышение точностных характеристик ультразвукового уровнемера/Ясовеев В.Х., Герасимова JI.A.// Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика.: Москва, 2006,№9 - С. 48-51;

2 Применение RISC/DSP-микропроцессора для повышения точности ультразвуковых уровнемеров/Ясовеев В.Х., Мукаев Р.Ю., Герасимова J1.A. // Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика.: Москва., 2007. №11 - С.46-48;

3 Повышение точности и быстродействия ультразвуковых магнитострикционных уровнемеров/ Герасимова Л.А., Ясовеев В.Х.//Датчики и системы.:Москва., 2008. №10 - С.51-53.;

В других изданиях

4 Пат. RU 68125 U1 G01F 23/28. Ультразвуковой уровнемер / В.ХЛсовеев, Л.А.Герасимова, - Заявл. 29.05.07; Опубл. 10.11.07 // Бюл. - 2007. - № 31;

5 Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2009611664. Программа подбора комплектующих магнитострикционного преобразователя положения, согласно предъявляемым к нему требованиям. Герасимова Л.А. - 27.03.09 г.

6 Ультразвуковые уровнемеры в пищевой промышленности/ Герасимова Л.А., Пустарнакова С.А. // Ярмарка банков и инвестиционных проектов в АПК// Стратегия развития пищевой промышленности: Труды XI Международной

"" науч.-практ. конференции, 2-3 ноября 2005г., выпуск 10, том 3. -- Москва: изд-во МГУТУ, 2005. - С. 104-109;

7 Методы преобразования временного интервала в код/ Герасимова J1.A.// Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства:

. Сб. науч. тр. 17-18 апреля 2006, Мелеуз. - Уфа, Гилем, 2006. - С. 263-268;

8 Повышение точности ультразвукового магнитострикционного уровнемера/ Герасимова Л.А.// Реформа технического регулирования в АПК России// Стратегия развития пищевой промышленности: Науч. труды XII Международной науч.-практ. конференции, 28-29 ноября 2006г., выпуск 11, том"2. - Москва: изд-во МГУТУ, 2006. - С. 423-428;

9 Имитационная модель рециркуляционного преобразователя на базе Trace Modе/Герасимова Л.А.// Электротехника, автоматика и измерительная техника: Межвузовский научный сборник, Уфа: изд-во УГАТУ, 2007.- С.97-100;

j 0 Применение микропроцессорной техники для разработки вторичного преобразователя ультразвукового уровнемера /Герасимова Л.А.// Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства: Сб. науч. тр. Всерос. науч.конф. 17-18 апреля 2007, Мелеуз. - Уфа: Гилем, 2007. - С. 149153;

11 Анализ методов разработки рециркуляционного преобразователя, применяемого в ультразвуковых уровнемерах /Герасимова Л.А // Технология, автоматизация, оборудование и экология промышленных предприятий: материалы конференции.-Уфа: изд-во УГНТУ, 2008.-С.122-125;

12 Анализ принципов построения различных типов уровнемеров /Герасимова Л.А.// Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства: Сб. науч. тр. междунар. науч. конф. 17-18 апреля 2008, Мелеуз. - Уфа: Гилем, 2008. - С. 106-109.;

13 Имитационная модель вторичного преобразователя магнитострикционного преобразователя положения /Герасимова Л.А., Кожевников А.Ю.// Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства: Сб. науч. тр. междунар. науч. конф. 17-18 апреля 2008, Мелеуз. - Уфа:Гилем, 2008.-С. 109-114;

14 Разработка рециркуляционного преобразователя на базе Trace Mode/ Герасимова Л.А.// Инновационная роль науки в подготовке современных технических кадров: Труды Международной научно-практической конференции, посвященной светлой памяти Героя Социалистического Труда, академика A.C. Саганова и 55-летию Университета (18-19 декабря 2008г.)/ Министерство образования и науки Республики Казахстан, Карагандинский государственный технический университет. - Караганда: Изд-во КарГТУ, 2008. Вып.1, часть 2-392с;

15 Физическая модель рециркуляционного преобразователя /Герасимова Л.А., Бондарев А.В, Калимуллин Ф.Б.// Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства: Сб. науч. тр. междунар. науч. конф. (г.Мелеуз, 25-26 марта 2009г.) - Уфа: Гилем, 2009. - С. 124-129.

Введение

Содержание

1 Принципы построения магнитострикционных преобразователей положения в системах управления

1.1 Основные требования, предъявляемые к магнитострикционным преобразователям положения в системах управления

1.2 Методы преобразования временного интервала в код, применяемые в МПП

1.3 Применение микропроцессоров для реализации преобразователя временных интервалов в код

1.4 Выводы по первой главе

2 Точностные характеристики МПП

2.1 Статические и динамические характеристики

2.2 Исследование температурной погрешности и погрешности квантования

2.3 Разработка ультразвукового уровнемера с уменьшением погрешности квантования и температурной погрешности

2.4 Выводы по второй главе

3 Разработка магнитострикционного преобразователя положения с применением RISC/DSP -процессора

3.1 RISC/DSP -процессоры

3.2 Аппаратная реализация преобразователя

3.3 Исследование модели рециркуляционного преобразователя в SCAD А - системе TRACE MODE

3.4 Выводы по третьей главе

4 Описание программного обеспечения МПП

4.1 Назначение программного продукта

4.2 Описание интерфейса программы

4.3 Структура информационных потоков, использованных в программе

4.4 Исследование различных вариантов реализации Ml III с применением разработанной программы

4.5 Выводы по четвертой главе 102 Заключение 104 Список использованных источников 106 Приложения

В настоящее время на рынке датчиков положения прочно заняли свое место магнитострикционные преобразователи положения (Ml111), основанные на бесконтактном методе измерения. В основном это различные модификации устройств, которые измеряют расстояние до контролируемой среды путем вычисления времени прохождения посланного и отраженного сигналов.

Для обеспечения высокой эффективности работы автоматизированной системы контроля и управления необходимо получить качественную измерительную информацию, которая в немалой степени зависит от метрологических характеристик -средств измерения, применяемых в системах управления. Магнитострикционные преобразователи положения могут применяться в агрессивных и взрывоопасных средах, а также работать в широком диапазоне температур, при ударных и вибрационных нагрузках, обладают высокой надежностью и достаточно высокой точностью при своей невысокой стоимости, вследствие этого; на * сегодняшний день, они являются перспективным типом линейных преобразователей перемещения.

Основные зарубежные производители Ml ill: Schlumberger Industries (Франция); MTS (США); Fillips, Balluf (Германия) и др. Преобразователи этих фирм имеют допустимую погрешность измерения не более 1мм; диапазон рабочих температур - от -200 до +200 °С; измеряемое перемещение - от 0 до 6000мм; обладают высокой помехоустойчивостью и минимальной потребляемой мощностью.

Созданию различных способов реализации МПП, а также выявлению конструктивных и алгоритмических принципов улучшения метрологических и других характеристик посвящены работы таких ученых как Э.А. Артемьев, С.Б.Демин, Р.Ю. Мукаев, А.И. Надеев, О.Н. Петрищев, М.А.Ураксеев, А.П.Шпинь, В.Х. Ясовеев и др. Однако, на сегодняшний день, наиболее полно разработаны конструктивные, технологические и, в меньшей степени, структурные методы повышения точности и увеличения быстродействия МПП. Также недостаточно полно исследованы возможности улучшения метрологических характеристик преобразователей путем применения микропроцессорных устройств. Развитию этого направления посвящены работы Надеева А.И., Вдовина А.Ю., Кононенко С.В. и др.

В связи с вышеизложенным, разработка магнитострикционных преобразователей положения с повышенной точностью и увеличенным быстродействием обработки результатов преобразования является актуальной.

Цель работы и задачи исследования', разработка способов повышения точности и увеличения быстродействия магнитострикционных преобразователей положения.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

- разработать магнитострикционный преобразователь положения (Ml 111), с повышенным быстродействием и уменьшенной температурной погрешностью;

- разработать алгоритмы работы преобразователя временных интервалов в код и способы их реализации с применением микропроцессорных устройств, которые позволяют повысить быстродействие магнитострикционного преобразователя положения;

- исследовать погрешности преобразования рециркуляционных преобразователей (РП) временных интервалов в код, с регрессирующим и прогрессирующим характерами рециркуляций;

- исследовать погрешности фиксации временного интервала МПП при воздействии помехи;

- разработать имитационные модели рециркуляционных преобразователей с использованием SCADA - системы TRACE MODE, позволяющие анализировать работу, получать выходные коды, показывать способ запуска и остановки преобразователей с регрессирующим и прогрессирующим характерами рециркуляций;

- разработать алгоритм и программу проектирования МПП, при изменении его входных параметров: скорости ультразвука, длины магнитострикционной линии, коэффициентов деления и умножения с последующим расчетом быстродействия полученной схемы.

Методы исследования. Для решения поставленных задач и достижения намеченной цели использованы методы математического моделирования, методы теории дифференциального и интегрального исчисления, моделирование на ПЭВМ с использованием пакета MathCAD и SCADA-системы TRACE MODE, а также языка программирования С++. На защиту выносятся:

- структура магнитострикционного преобразователя положения, в измерительный и опорный блоки которого введены RISC/DSP-процессоры конвейерного типа с разделением команд для работы с памятью и для преобразования информации, позволяющая увеличить быстродействие магнитострикционного преобразователя (на 80% и более относительно существующих типов Mi III) и осуществлять коррекцию температурной погрешности при реализации рециркуляционных преобразователей (РП) и отдельных блоков логометрического преобразования на базе микропроцессора;

- алгоритмы работы вторичных преобразователей* временных интервалов в код МПП, в которых реализуются функции блоков1* со значительными задержками сигнала в микропроцессоре, что обеспечивает повышение быстродействия устройства до 50% от его первоначального значения;

- результаты анализа абсолютной погрешности преобразования МПП с использованием рециркуляционных преобразователей для длины звукопровода свыше 2 м, учитывающие изменение скорости звука в материалах, на основе которых получены поля допусков данной погрешности от 0,6 мс до 1,4 мс для РП регрессирующего типа и от 0,96 мс до 1,03 мс для РП прогрессирующего типа;

- результаты анализа погрешности фиксации временного интервала МПП при воздействии помехи, на основании которых установлено, что при значениях сигнал/шум > 4 для различных коэффициентов затухания импульса (1,21 Дб/м, 1,86 Дб/м, 2,2 Дб/м, 2,86 Дб/м) погрешность уменьшается в 1,3 раза;

- имитационные модели рециркуляционных преобразователей с использованием SCADA - системы TRACE MODE, позволяющие получать выходные коды устройства, показывать способ запуска и остановки преобразователей с регрессирующим и прогрессирующим характером рециркуляций;

- алгоритм и программа проектирования M11L1, при изменении его входных параметров: скорости ультразвука, длины магнитострикционной линии, коэффициентов деления и умножения с последующим расчетом быстродействия полученной схемы. Так при различных скоростях ультразвука, с учетом увеличения длины магнитострикционной линии, время преобразования возрастает от 0,66 мс до 0,38 с при применении различных типов микропроцессоров.

Научная новизна:

- предложена структура магнитострикционного преобразователя положения, позволяющая увеличить быстродействие преобразователя (на 80% и более относительно существующих типов M1I11) и осуществлять корректировку температурной погрешности при реализации рециркуляционных преобразователей и отдельных блоков логометрического преобразования на базе микропроцессора;

- предложены и обоснованы алгоритмы работы вторичных преобразователей временных интервалов в код МПП, в которых путем реализации функций блоков со значительными задержками сигнала в микропроцессоре обеспечивается повышение быстродействия устройства;

- обоснованы результаты анализа абсолютной погрешности преобразования МПП с использованием рециркуляционных преобразователей для длины звукопровода свыше 2 м, учитывающий изменение скорости звука в материалах, с применением которых получены поля допусков погрешности от 0,6 мс до 1,4 мс для РП регрессирующего типа и от 0,96 мс до 1,03 мс для РП прогрессирующего типа. Получены зависимости значения погрешности от времени прохождения ультразвуковой волной магнитострикционной линии;

- обоснованы результаты анализа погрешности фиксации временного интервала МПП при воздействии помехи, на основании которых установлено, что при значениях сигнал/шум > 4 для различных коэффициентов затухания импульса (1,21 Дб/м, 1,86 Дб/м, 2,2 Дб/м, 2,86 Дб/м) погрешность уменьшается в 1,3 раза;

- предложена программа проектирования Ml 111, при изменении его входных параметров: скорости ультразвука, длины магнитострикционной линии, коэффициентов умножения и деления с последующим расчетом быстродействия полученной схемы. Установлено, что время преобразования возрастает от 0,66 мс до 0,38 с для различных типов микропроцессоров, при различных скоростях ультразвука, с учетом увеличения длины магнитострикционной линии.

Практическую значимость составляют:

- аппаратно - программные методы уменьшения погрешности МПП;

- алгоритмы реализации электронных преобразователей временных интервалов в код магнитострикционного преобразователя положения;

- программа,проектирования МШП с заданными характеристиками.

Практическая значимость работы подтверждена актами внедрения результатов исследования в учебный процесс кафедры «Информационные технологии и системы управления» филиала ГОУ ВПО «Московского государственного университета технологий и управления» в г. Мелеузе.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на ряде научных конференций: XI Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Москва 2005), XII Международной научно-практической конференции «Стратегия развития пищевой промышленности» (Москва 2006); Всероссийской научной конференции «Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства» (Мелеуз, 2007); Международной научной конференции «Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства» (Мелеуз, 2008); Региональной научно-практической конференции «Технология, автоматизация, оборудование и экология промышленных предприятий» (Уфа,

2008); Международной научной конференции «Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства» (Мелеуз, 2009).

Публикации результатов исследования. Основные положения работы опубликованы в 13 научных работах, из них три статьи в изданиях рекомендованных ВАК (журнал «Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика.»: Москва, 2006.№9 - С. 48-51; журнал «Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика.»: Москва., 2007. №11 — С.46-48; журнал «Датчики и системы.»: Москва., 2008. №10 - С.51-53.). По теме диссертационной работы получен патент РФ на полезную модель (Ультразвуковой уровнемер. № 68125 от Опубл. 10.11.07. Бюл,- № 31.) и свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ (Программа подбора комплектующих магнитострикционного преобразователя положения, согласно предъявляемым к нему требованиям. № 2009611664 от 27.03.09 г.).

Основные результаты работы состоят в следующем.

1 Предложена структура магнитострикционного преобразователя положения, с увеличенным быстродействием преобразователя (на 80% и более относительно существующих типов МПП) и коррекцией температурной погрешности при реализации рециркуляционных преобразователей и отдельных блоков логометрического преобразования на базе RISC/DSP-процессора (патент РФ на полезную модель № 68125 «Ультразвуковой уровнемер». Опубл. 10.11.07. Бюл.-№31).

2 Предложены алгоритмы работы вторичных преобразователей временных интервалов в код МПП, в которых путем передачи функций отдельных блоков со значительными задержками сигнала в микропроцессор обеспечивается повышение быстродействия устройства до 50% от его первоначального значения.

3 Обоснованы результаты расчета абсолютной погрешности преобразования МПП с использованием РП с регрессирующим и прогрессирующим характером рециркуляций, учитывающие изменение скорости звука в материалах. Выявлено, что разброс погрешностей для РП прогрессирующего типа в 1,7 раз меньше, чем для РП с регрессирующим характером рециркуляций, но применение

РП регрессирующего типа не требует ввода дополнительных блоков или выполнение каких-либо вычислений для ограничения процесса циркуляции.

4 Обоснованы результаты анализа погрешности фиксации временного интервала МПП при воздействии помехи, на основании которых установлено, что при значениях сигнал/шум > 4 для различных коэффициентов затухания импульса (1,21 Дб/м, 1,86 Дб/м, 2,2 Дб/м, 2,86 Дб/м) погрешность уменьшается в 1,3 раза.

5 С помощью разработанной программы проектирования МПП установлено, что при различных скоростях ультразвука, с учетом увеличения длины магнитострикционной линии, время преобразования возрастает от 0,66 мс до 0,38 с в зависимости от выбранного типа процессора для различных вариантов реализации вторичного преобразователя.

6 Разработаны имитационные модели рециркуляционных преобразователей с использованием SCADA — системы TRACE MODE, позволяющие получать выходные коды устройства, показывать способ запуска и остановки РП с регрессирующим и прогрессирующим характером рециркуляций.

Заключение

Итогом диссертационной работы является разработка магнитострикционного преобразователя положения, в котором производится повышение точности преобразователей положения, а также увеличивается их быстродействие. Предложен способ построения магнитострикционного преобразователя положения на базе RISC/DSP —процессора, применение которого позволяет реализовать улучшение характеристик разработанного устройства.

1. Bradburg Е.М. Magnetostrictive Delay Line// Electrical Communikation.-V.28.-March, 1951. -p.46-53.

2. Magnetic and electrostatic motion system sehsor/Ohshima, Y., Akiyama,Y.// Powerconvers. and Intel. Motion, 1989. -V. 15, №4.-c.56, 58-60.

3. Абрамов Г.Н. Разработка методов и средств цифрового измерения амплитудно временных параметров одиночных и редкоповторяющихся импульсных сигналов: Дисс. . канд. техн. наук: УПИ. - Ульяновск, 1984.-252с.

4. Аванесян Г.Р., Левшин В.П. Интегральные микросхемы ТТЛ, ТТЛШ: Справочник.-М.: Машиностроение, 1993.-256 с.

5. Александров К.К., Кузьмина Е.Г. Электрические чертежи и схемы.-М.: Энергоатомиздат, 1990.-288 с.

6. Аналоговые измерительные устройства: Учебн. пособие/ В.Г.Гусев, А.В.Мулик; Уфа, УГАТУ, 1996.-147 с.

7. Аналоговые интегральные схемы: Справочник/ А.Л. Булычев, В.И. Галкин, В.А.Прохоренко-2-е изд., перераб. и доп.-Мн: Беларусь, 1993.382 с.

8. Анашкин А.С., Кадыров Э.Д., Харазов В.Г. Техническое и программное обеспечение распределенной системой управления. С/Пб.: Иван Федоров, 2004. 368 с.

9. Артемьев Э.А., Надеев А.И. Магнитострикционный датчик перемещений// Приборы и системы управления.-1980.-№3.- С. 26-28.

10. Бабиков О.И. Контроль уровня с помощью ультразвука. Л.: Энергия, 1971.-79 с.

11. Белов К.П. Магнитострикция и ее техническое применение. -М.: Наука, 1987.-164 с.

12. Бергман Л. Ультразвук и его применение в науке и технике./Пер. с нем. Под ред. B.C. Григорьева и Л.Д. Розенберга. Изд. 2-е.- М.: Издательство иностранной литературы, 1957.-726 с.

13. Бережной Е.Ф. Магнитострикционная линия задержки как элемент устройства вычислительной и импульсной техники. Дис. канд. техн. наук. М., 1961.-314с.

14. Бесконтактные расходомеры/ Г.Н.Бобровников, Б.М. Новожилов, В.Г. Сарафанов.-М.: Машиностроение, 1985.-128 с.

15. Благовещенская М.М., Злобин Л.А. Информационные технологии систем управления технологическими процессами.-М.: Высш. Шк., 2005.-768 с.

16. Бобровников Г.Н., Катков А.Г. Методы измерения уровня.-М., машиностроение, 1977.-168 с.

17. Бородюк В.П., Вощинин А.П. и др. Статистические методы в инженерных исследованиях: Учеб. пособие.- М.: Высш. школа, 1983. -216 с.

18. Боэм Б.У. Инженерное проектирование программного обеспечения.-М.: радио и связь, 1985г. 510 с.

19. Вайншток И.С. Ультразвук и его применение в машиностроении., Машизд., 1958.-140 с.

20. Ван Трис Г. Теория обнаружения, оценок и модуляции.- В 3-х т.- Т. 1.-М.: Сов. радио, 1974. 744 с.

21. Вдовин А.Ю. Математическое моделирование магнитострикционных преобразователей положения на базе DSP микропроцессора.//

22. Электронный журнал «Исследовано в России», 2005.- №193.- С. 19962002. http://zhurnal.ape.relarn.rU/articles/2005/193.pdf.

23. Вдовин А.Ю. Повышение точности и помехозащищенности магнитострикционных преобразователей на основе DSP технологий.-Дисс. канд.техн.наук.-Астрахань, 2005.-156 с.

24. Вдовин А.Ю., Радов М.Ю. Автоматизация экспериментальных исследований магнитострикционных преобразователей перемещений // Тезисы Докладов VII Международной конференции «Образование. Экология. Экономика. Информатика».- Астрахань, 2003, С. 69.

25. Герасимова JI.A. Методы преобразования временного интервала в код // Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства: Сб. науч. тр. 17-18 апреля 2006, Мелеуз. Уфа, Гилем, 2006. - С. 263-268.

26. Герасимова JI.A. Имитационная модель рециркуляционного преобразователя на базе Trace Mode // Электротехника, автоматика и измерительная техника: Межвузовский научный сборник, Уфа, 2007 — С.97-100.

27. Герасимова JI.A. Анализ принципов построения различных типов уровнемеров // Инновации в интеграционных процессах образования, науки, производства: Сб. науч. тр. междунар. науч. конф. 17-18 апреля 2008, Мелеуз. Уфа: Гилем, 2008. - С. 106-109.

28. Герасимова Л.А., Ясовеев В.Х. Повышение точности и быстродействия ультразвуковых магнитострикционных уровнемеров//Датчики и системы, 2008.- №10 С.51-53.

29. Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных цифровых вычислительных устройств. Изд. 3-е, перераб., - М.: Энергия, 1975. -488с.

30. Гольдберг Л.М. Матюшкин Б.Д., Поляк М.Н., Цифровая обработка сигналов.-М.: Радио и связь, 1990.

31. ГОСТ 8.207-76. ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. М.: Изд-во стандартов, 1981.

32. Гусев В.Г. Методы построения высокоточных электронных устройств преобразования информации. Уфа, 1997. - 184 с.

33. Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника: Учебн. пособие для приборостроит. спец. вузов.-2-е изд., перераб. и доп.-М.: Высш. школа, 1991-622 с.

34. Демин С.В. Быстродействующие цифровые магнитострикционные преобразователи линейных перемещений на продольных магнитоупругих волнах систем контроля и управления. Дис. канд. техн. наук, - Пенза, 1992, - 236 с.

35. Динамическая модель полной погрешности магнитострикционных преобразователей параметров движения/ Надеев А.И. и др.// Датчики и системы. 2001, № 6.- С. 21-22.

36. Домрачев В.Г., Матвеевский В.Р., Смирнов Ю.С. Схемотехника цифровых преобразователей перемещений: Справочное пособие. — М.: Энергоатомиздат, 1987.-392 с.

37. Евстафьев А.Г., Ясовеев В.Х. Способ уменьшения погрешности ультразвукового расходомера// В кн.: Межвузовский научный сборник «Измерительные преобразователи и информационные технологии». -Уфа, 1999,-С. 114-116.

38. Евстафьев А.Г., Ясовеев В.Х. Ультразвуковые преобразователи параметров движения // В кн.: Новые методы, технические средства и технологии получения измерительной информации. Материалы Всероссийской научно- технической конференции. Уфа, 1997, С. 6465.

39. Епанешников М.М. Электрическое освещение.- Изд. 2-е, доп. и перераб., М.: Госэнергоиздат, 1955г. —224 с.

40. Захарьящев Л.И. Конструирование линий задержки.-М.: Сов. радио., 1972.-192 с.

41. Иванов В.Н. Соболев B.C. Цветков Э.М. Интеллектуализация средств измерений // Измерение. Контроль, Автоматизация.- №1-2.-1992. С. 13-19.

42. Измерения в промышленности: Справочник/ Под ред. П.Профоса; Пер. с нем.-М. Металлургия, 1980.-648 с.

43. Интегральные схемы: Операционные усилители. Том 1.- М.: Физматлит, 1993г.-215 с.

44. Информационные технологии систем управления технологическими процессами: Учеб. для вузов/М.М.Благовещенская, Л.А.Злобин и др,-М.: Высш. шк., 2005.-768 с.

45. Исмагилова Л.А. Автоматизированное управление производством как динамической системой, функционирующей в условиях рынка на основе имитационного моделирования: а/р.- Уфа: УГАТУ, 1998.

46. Казанский Д.Л. Исследование и разработка методов управления технологическими процессами на основе их событийно-динамического моделирования (на примере производства и перекачки нефти), а/р.- М.: ИПУ РАН, 2003.

47. Кононенко С.В. Обработка измерительной информации преобразователей положения// Датчики и системы.-2002.-№5.- С.23-24.

48. Корнеев В.В., Киселев А.В. Современные микропроцессоры, М.: Нолидж, 2000.- 302 с.

49. Коткин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике.-8-е изд.перераб.-М.:Наука. Главная редакция физико-математической литературы,1980.-208 с.

50. Кузьмин Н.И., Ясовеев В.Х. Автоматизация моделирования электромагнитных преобразователей перемещения. В сб.: научныхтрудов «Датчики систем измерения, контроля и управления». — Пенза, ППИ.- 1982.-С. 14-17.

51. Куликов Е. И., Трифонов А. П. Оценка параметров сигналов на фоне помех.- М.: Сов. радио, 1978. 296 с.

52. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин: (Измерительные преобразователи): Учебн. пособие для вузов.-Л.:Энергоатомиздат.Ленингр. отделение, 1983.-320 с.

53. Ломакин В. http://chipnews.gaw.ru

54. Матаушек И. Ультразвуковая техника./ Под ред. Д.С. Шрайберга. М.: Металлургиздат, 1962.-511 с.

55. Мащенко А.И., Надеев М.А., Кузякин Д.Н., Радов М.Ю., Харум Б. Сопряжение с ЭВМ магнитострикционного преобразователя перемещений. //Сб. научных трудов. Автоматика и электромеханика. АГТУ, 2002. С. 63-66.

56. Можегов Н.А. Автоматические средства измерений объема, уровня и пористости матерьялов.- М.: Энергоатомиздат.-1990.-117 с.

57. Мукаев Р.Ю. Магнитострикционные преобразователи перемещения с подвижным магнитом для систем управления. Дис. канд. техн. наук. -Уфа, 1994.- 150 с.

58. Мукаев Р.Ю., Ураксеев М.А. Магнитострикционный метод измерения перемещений // Применение методов и средств тензометрии для измерения механических параметров. М.: ЦПНТОПП, 1982.- С. 75-76.

59. Мукаев Р.Ю., Ясовеев В.Х. Повышение точности ультразвуковых магнитострикционных преобразователей параметров движения // В кн. Межвузовский научный сборник. «Измерительные преобразователи и информационные технологии». Выпуск I. — Уфа, 1996. — С. 84-88.

60. Надеев А.И., Радов М.Ю., Кононенко С.В. Микропроцессорный магнитострикционный преобразователь параметров движения // Наука производству.- 2001.-№4.~ С. 24-26.

61. Надеев А.И. Интеллектуальные магнитострикционные преобразователи параметров движения сверхбольшого диапазона. Диссертация на соискание ученой степени д.т.н. 2000г. 437 с.

62. Надеев А.И. Интеллектуальные уровнемеры: Справочное пособие/ Астраханский госуд. технический университет.- Астрахань: Изд-во АГТУ, 1997.-64 с.

63. Надеев А.И. Магнитострикционный преобразователь положения в код // Измерительная техника, 1991. - №12. — с. 13-14.

64. Надеев А.И., Кононенко С.В. Процессорная характеристика магнитострикционного преобразователя перемещений // Измерительная техника. 1999. - №5. - С.29-30.

65. Надеев А.И., Севостьянова А.Ю., Волков А.В. Математическая модель погрешности магнитострикционного преобразователя перемещений // Измерительная техника. 2001. - №3. - С.24-28.

66. Ошер Д.Н. Регулировка и испытание радиоаппаратуры.- Изд. 2-е, прераб. М.: Энергия, 1971.-304 с.

67. Панасенко И.М. Датчик перемещений // Приборы и системы управления. 1969.- № 1. - С.42-43.

68. Пат. РФ № 2093789; МКИ GO 1В17/04; Магнитострикционный преобразователь перемещений. / Ясовеев В.Х., Ураксеев М.А., Мукаев Р.Ю., Березовская Е.С. Опубл. в Б.И. № 29, 1997 г.

69. Пат. РФ № 2125235; МКИ GO 1В17/00; Способ измерения линейных перемещений / Ясовеев В.Х., Мукаев Р.Ю., Сколов К.И. — Опубл. в Б.И. №23, 1999 г.

70. Пат. РФ № 68125; МКИ G01F 23/28. Ультразвуковой уровнемер / В.Х.Ясовеев, Л.А.Герасимова. Опубл. в Б.И. №31, 2007 г.

71. Патент РФ № 1627850А1; МКИ G01F23/28; Ультразвуковой уровнемер/ И.И.Холкин, Ф.З.Розенфельд, С.А. Задко, Н.И. Карпухин -Опубл. в Б.И. № 6, 1991 г.

72. Патент № 1778541А1 РФ; МКИ G01F23/28; Ультразвуковой уровнемер/ В.В.Внуковский, Б.А.Атаянц, А.И.Кияшев, Ф.З.Розенфельд Опубл. в Б.И. № 44, 1992 г.

73. Патент РФ № 2213940; МКИ G01F23/28, G01F23/30; Ультразвуковой уровнемер/ С.Б. Демин, И.А.Демина -Опубл. в Б.И. № 7 , 2003 г.

74. Полупроводниковые приборы. Диоды выпрямительные, стабилитроны, тиристоры:Справочник/ Под ред.А.В.Голомедова.-М.: Радио и связь, 1988. 528 с.

75. Полупроводниковые приборы. Транзисторы средней и большой мощности: Справочник/ Под ред. А.В.Голомедова.-М.: Радио и,связь, 1989.- 640 с.

76. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC /Под ред.Ю.В. Новикова. Практ. пособие. М.:Эком., 1998.-224 с.

77. Резисторы, конденсаторы, трансформаторы, дроссели, коммутационные устройства РЭА: Справ./Н.Н. Акимов, Е.П. Ващук, В.А. Прохоренко, Ю.П. Ходоренок .-Мн.: Беларусь, 1994.-591 с.

78. Розенберг Л.Д. Рассказ о неслышимом звуке. М.: Изд. Академ, наук СССР 1961.- 159 с.

79. Руководство пользователя ТРЕЙС МОУД. Версия 5. //ADAASTRA RESEARCH GROUP, LTD, 1998.-770 с.

80. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2009611664. Программа подбора комплектующихмагнитострикционного преобразователя положения, согласно предъявляемым к нему требованиям. Герасимова JI.A. 27.03.09 г.

81. Стандарт IEEE Р 1451.2 интеллектуальный преобразовательный интерфейс для датчиков и пускателей //Electron. Des. — 1997. Т. 45.-№16.- С.97-106.

82. Тарус М.В., Свердлин В.М., Исаков Е.Н. Операторские и диспетчерские пункты автоматизированных систем управления предприятием. JL: Энергия, 1974.-136 с.

83. Теоретические исследования преобразователя перемещений с подвижным магнитом. // М.А. Ураксеев, В.Х. Ясовеев, Р.Ю. Мукаев и др. Отчет по НИР. Инв. № Г 68689, № Гос. Регистр. У 84853.- М.: ВИМИ, 1986. -54 с.

84. Тихонов В. И. Оптимальный прием сигналов.- М.: Радио и связь, 1983.- 320 с.

85. Тихонов В. И. Статистическая радиотехника.- М.: Радио и Связь, 1982.- 624 с.

86. Ультразвук: Маленькая энциклопедия/ Под ред. И.П.Голяминой. М.: Сов. энциклопедия,-1979.- 400 с.

87. Ультразвуковые преобразователи для неразрушающего контроля/ Под ред. И.Е.Ермолова. М.: Машиностроение, 1986.-280 с.

88. Ультразвуковые преобразователи/ Под ред. Е.Кикучи. -М.: Мир, 1972.- 424 с.

89. Ураксеев М.А., Мукаев Р.Ю., Ясовеев В.Х. Магнитострикционные преобразователи перемещения с подвижным магнитом // Приборы и системы управления.-1999.- №2.- С.24-26.

90. Усатенко С.Т., Каченюк Т.К. выполнение электрических схем по ЕСКД: Справочник.-М.:Издательство стандартов, 1989.-325 с.

91. Ф. Е. Темников, В. А. Афонин, В. И. Дмитриев. Теоретические основы информационной техники, М.: Энергия, 1979.- 424 с.

92. Хансуваров К.И., Цейтлин В.Г. Техника измерения давления, расхода, количества и уровня жидкости, газа и пара: Учебн. пособие для техникумов. -М.: Издательство стандартов, 1990.- 287 с.

93. Хорбенко И. Г. Звук, ультразвук, инфразвук. Изд. 2-е перераб. доп.-М.: Знание, 1986.- 192 с.

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

95. Шило B.JI. Популярные микросхемы КМОП: справочник.-М.: Гор. линия- Телеком, 2001.- 112 с.

96. Шпинь А.П. Принципы построения магнитострикционных преобразователей перемещений//Метрология. 1986. - №6.- С.10-18.

97. Шумни X. Цифровые измерительные системы.// Приборы и системы управления. 1996. - №5.- С. 48-52.

98. Ясовеев В.Х. Магнитострикционные волноводные преобразователи параметров движения (развитие теории, исследование технических возможностей, развитие научной базы для^проектирования). Дис.д-ратехн. наук: 05.13.05, Уфа, 2002.

99. Ясовеев В.Х., Герасимова JI.A. Повышение точностных характеристик ультразвукового уровнемера II Приборы и системы. Управление, Контроль, Диагностика.- 2006. № 9. — С. 48-51.

100. Ясовеев В.Х., Мукаев Р.Ю. Магнитострикционные преобразователи перемещений // В кн.: Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления.-М.: Тип.МИЭМ, 1991. С. 159.

101. Ясовеев В.Х., Мукаев Р.Ю., Герасимова JI.A. Применение RISC/DSP-микропроцессора для повышения точности ультразвуковых уровнемеров // Приборы и Системы. Управление, Контроль, Диагностика. М.: 2007. №11 - С. 46-48.