автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Метод повышения метрологической надежности аналоговых блоков информационно-измерительных систем

005047582

На правах рукописи

Л

ОТХМАН Набиль Заки Сабир

МЕТОД ПОВЫШЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ АНАЛОГОВЫХ БЛОКОВ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ

Специальность 05.11.16 - Информационно-измерительные и управляющие системы (технические науки)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 О ДЕК 2012

Тамбов 2012

005047582

Работа выполнена на кафедре «Конструирование радиоэлектронных и микропроцессорных систем» в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Тамбовский государственный технический университет» ФГБОУ ВПО «ТГТУ».

Научный руководитель Чернышева Татьяна Ивановна,

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Федюнин Павел Александрович,

доктор технических наук, профессор, Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил» «Военно-воздушная академия им. проф. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, г. Воронеж», начальник кафедры «Управление воинскими частями связи и радиотехнического обеспечения авиации»

Жуков Николай Павлович, доктор технических наук, профессор, ФГБОУ ВПО «ТГТУ», заведующий кафедрой «Гидравлика и теплотехника»

Ведущая организация ФГБОУ ВПО «Липецкий государственный

технический университет»

Защита диссертации состоится 20 декабря 2012 г. в 11 часов на заседании диссертационного совета Д.212.260.05 ФГБОУ ВПО «ТГТУ» по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, Большой актовый зал.

Отзыв на автореферат в двух экземплярах, заверенных гербовой печатью, просим направлять по адресу: 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, ФГБОУ ВПО «ТГТУ», ученому секретарю совета Д.212.260.05 З.М. Селивановой.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «ТГТУ».

Автореферат диссертации размещен на официальном сайте ФГБОУ ВПО «ТГТУ» http://www.tstu.ra.

Автореферат разослан 19 ноября 2012 г.

Ученый секретарь f I !

диссертационного совета г ! h Селиванова Зоя Михайловна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. В настоящее время среди различных групп средств измерений (СИ) широкое применение получили информационно-измерительные системы (ИИС), характеризующиеся разнообразием выполняемых функций и позволяющие реализовывать достаточно сложные алгоритмы измерения. Алгоритмическая, структурная и конструктивная сложность ИИС ставит актуальным вопрос обеспечения необходимого уровня их метрологической надежности (МН).

Под метрологической надежностью понимают свойство средств измерений сохранять во времени метрологические характеристики (МХ) в пределах установленных норм при эксплуатации в заданных режимах и условиях использования, техническом обслуживании, хранении и транспортировании. Следовательно, метрологическая надежность определяется характером и темпом изменения нормируемых метрологических характеристик исследуемого СИ.

Для ИИС наиболее значимым показателем метрологической надежности являются метрологический ресурс (МР), оцениваемый временем пересечения реализаций нестационарного случайного процесса изменения во времени метрологической характеристики границ поля допуска, и вероятность сохранения метрологической исправности в произвольный момент времени эксплуатации.

Как показывают теоретические и практические исследования, наиболее ответственными для ИИС в метрологическом отношении являются аналоговые блоки (АБ), входящие в состав измерительных каналов (ИК) и выполняющие различные функции преобразования измеряемой величины. Преобладание для таких блоков в общем потоке отказов постепенных метрологических отказов, определяемых только при проведении метрологических проверок и вызванных постепенным изменением, а в конечном итоге, выходом за допуск метрологических характеристик, выдвигают на первый план вопрос оценки метрологической надежности аналоговых блоков, входящих в измерительный канал, и ИИС в целом. Кроме того, усложнение ИИС и выполняемых ими функций, а также необходимость модернизации используемой элементной базы, ставят актуальной задачу разработки методов повышения метрологической надежности проектируемых информационно-измерительных систем.

Разработка методов повышения метрологической надежности информационно-измерительных систем с учетом их схемотехнического решения и оптимальный выбор элементной базы являются актуальной задачей, решение которой позволит потребителю проектировать ИИС с требуемым уровнем МН, а также формировать проектные решения по созданию информационно-измерительных систем с максимально возможным уровнем показателей метрологической надежности.

Целью диссертационной работы является повышение метрологической надежности ИИС с помощью разработки метода повышения показателей метрологической надежности аналоговых блоков ИИС на этапе их проектирования при заданном схемотехническом решении.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— разработать алгоритм повышения метрологической надежности по критерию заданного значения метрологического ресурса ИИС;

— разработать алгоритм повышения метрологической надежности ИИС по критерию максимума метрологического ресурса;

— разработать алгоритм повышения метрологической надежности по критерию максимума вероятности сохранения метрологической исправности ИИС.

Объект исследования: метрологическая надежность аналоговых блоков ИИС.

Предмет исследования: процессы изменения метрологических характеристик ИИС.

Методы исследования — математическое моделирование, теоретическая метрология, математическая статистика, компьютерное моделирование.

Научная новизна. В диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Разработан метод повышения метрологической надежности аналоговых блоков измерительных каналов и ИИС в целом, отличающийся изменением номиналов элементной базы, обеспечивающих при заданном схемотехническом решении аналоговых блоков оптимальные значения показателей их метрологической надежности.

2. Предложены новые алгоритмы повышения метрологической надежности ИИС по критериям заданного значения метрологического ресурса, максимума значения метрологического ресурса и максимума вероятности сохранения метрологической исправности. Алгоритмы заключаются в поиске оптимальных значений номиналов элементной базы аналоговых блоков ИИС на этапе их проектирования.

3. Разработана обобщенная методика оценки и повышения метрологической надежности информационно-измерительных систем, в которой впервые предложен единый алгоритм повышения показателей метрологической надежности исследуемых СИ при их проектировании.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод повышения метрологической надежности проектируемых ИИС при заданном их схемотехническом решении.

2. Алгоритм повышения метрологической надежности аналоговых блоков ИИС по критерию заданного метрологического ресурса.

3. Алгоритм повышения метрологической надежности аналоговых блоков ИИС по критерию максимума метрологического ресурса.

4. Алгоритм повышения метрологической надежности аналоговых блоков ИИС по критерию максимума вероятности метрологической исправности в произвольный момент времени предстоящей эксплуатации.

5. Обобщенная методика оценки и повышения метрологической надежности ИИС.

Практическая значимость и результаты внедрения.

1. Разработанный метод повышения метрологической надежности при проектировании аналоговых блоков ИИС позволяет повысить показатели метрологической надежности разрабатываемых СИ при неизменном их схемотехническом решении и сохранении их функционального назначения.

2. Создано программное обеспечение, реализующее алгоритмы повышения метрологической надежности ИИС.

3. Использование разработанных алгоритмов и программ их реализации позволяет повысить метрологическую надежность АБ и ИИС в целом не менее чем на 9%.

4. Результаты диссертационной работы приняты к использованию на ОАО «Талвис» и кафедре КРЭМС ФГБОУ ВПО «ТГТУ».

5. Результаты работы могут быть использованы в качестве инженерных методик оценки и повышения метрологической надежности широкого класса электронных ИС.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались на IV Международной научно-практической интернет-конференции «Перспективные вопросы мировой науки» (Днепропетровск, 2008), Международной научно-технической конференции «Диагностика - 2009» (Курск, 2009), 5-й Международной заочной научно-практической конференции «Глобальный научный потенциал» (Тамбов, 2009), XIV научной конференции ТГТУ «Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование» (Тамбов, 2009), Седьмой Международной теплофизической школе «Теплофизические исследования и измерения в энергосбережении, при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг» (Тамбов, 2010), II Международной кластерной научно-практической конференции «Аспекты ноосферной безопасности в приоритетных направлениях деятельности человека» (Тамбов, 2011), Международной научной конференции «Актуальные научные достижения» (Чехия, 2011), Всероссийской научной школе «Актуальные проблемы нано- и микроэлектроники» (Тамбов, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе четыре статьи в ведущих рецензируемых научных журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, трех приложений, изложена на 170 страницах и содержит 22 рисунка, 12 таблиц, список литературы включает 107 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи работы, раскрыты научная новизна и практическая значимость проводимых в диссертации исследований.

В первой главе проведен информационный обзор и анализ задач, связанных с общей характеристикой проблемы МН в измерительной технике, а также анализ существующих методов повышения метрологической надежности ИИС. Показано, что основными путями повышения МН являются применение в ИИС высокостабильных элементов; создание для элементов ИИС условий работы, снижающих интенсивность их старения (дрейфов); выбор схемных решений и номинальных значений элементов, обеспечивающих минимальные коэффициенты влияния недостаточно стабильных элементов; применение элементов с разными направлениями скоростей дрейфа (селективный подбор скоростей дрейфа); резервирование элементов и блоков ИИС. Наиболее целесообразным путем повышения МН на этапе проектирования электронных СИ, в том числе ИИС, является повышение показателей МН за счет замены более ненадежных с точки зрения метрологической надежности элементов АБ на элементы с более высокими показателями метрологической стабильности, позволяющими достичь оптимальных значений как метрологического ресурса, так и вероятности сохранения метрологической исправности в произвольные моменты времени предстоящей эксплуатации.

Проведено изучение причин старения элементной базы аналоговых блоков ИС и показано, что остается актуальным решение задачи оценки и повышения МН исследуемых СИ. Кроме того, для существующих и вновь проектируемых ИИС не решены задачи обеспечения требуемого и оптимального уровня показателей их МН при эксплуатации, что снижает эффективность практического применения указанных СИ.

Проведена постановка задачи исследования.

Вторая глава посвящена разработке метода повышения показателей метрологической надежности аналоговых блоков ИИС, основанного на построении математических моделей изменения во времени метрологических характеристик исследуемых ИИС. Особо значимыми показателями МН являются метрологический ресурс гр и вероятность сохранения метрологической исправности Риспр(?) в произвольный момент времени эксплуатации.

Расчет названых показателей МН производится на основе прогнозирования состояния нормируемых метрологических характеристик ИИС на область значений времени предстоящей эксплуатации.

Следует отметить, что повышение МН может рассматриваться для каждого из названных показателей, при этом выбирается один из значимых путей повышения МН на стадии проектирования ИИС, позволяющих увеличивать /р или _Риспр (?) с учетом качества элементной базы при за-

данной структуре СИ. Разработан общий алгоритм повышения метрологической надежности СИ, представленный на рис. 1, где пунктиром выделен блок, который является элементом научной новизны диссертации.

Рис. 1. Алгоритм повышения метрологической надежности ИИС

Очевидно, что достаточно важными этапами представленного алгоритма, от реализации которых зависит результат решения задачи оптимизации, являются блоки 1—5, определяющие методологию оценки и прогнозирования метрологических характеристик ИИС. Анализ представленной схемы, кроме того, показывает, что одним из основных и ответственных этапов реализации рассматриваемого алгоритма является процедура математического моделирования исследуемых метрологических характеристик.

Метрологические свойства и метрологическая надежность ИИС в наибольшей степени определяются метрологическими свойствами измерительного канала (ИК), который относится к основным функциональным узлам, входящим в ИИС.

В состав ИК входят аналоговые блоки. Увеличивая значения выбранных показателей метрологической надежности аналоговых блоков, входящих в измерительный канал, можно повысить МН измерительного канала и ИИС в целом.

Как показано на рис. 1, задача повышения МН может рассматриваться как задача оптимизации одного из показателей МН, решаемая посредством варьирования параметров комплектующих элементов АБ (блок 7).

При этом оптимизация параметров производится с расчетом обеспечения наилучшего качества. Кроме того, при решении таких задач необходимо учитывать сохранение функционального назначения проектируемого АБ, т.е. должны выполняться требования к выходным характеристикам аналоговых блоков и ИИС в целом.

Для проведения оптимизации необходима математическая модель АБ, целевая функция и оптимизационный алгоритм (рис. 2).

Целевая функция формализует требования, предъявляемые к АБ. В рассматриваемой задаче — это увеличение показателей МН проектируемой ИИС. В качестве целевых функций выступают основные показатели МН, т.е. /р и />исгтр (/). При этом может рассматриваться решение задачи оптимизации при достижении заданного и максимума /р, а также максимума Риспр(/) в определенный момент времени предстоящей эксплуатации.

Оптимизационный алгоритм ищет экстремум целевой функции. На рис. 2 представлена структура взаимодействия названых составляющих, необходимых для решения задачи повышения метрологической надежности ИИС.

Рис. 2. Общая схема процесса оптимизации

^ = - вектор параметров комплектующих элементов

блока; |нач - начальное значение параметров комплектующих элементов;

|опт - оптимальное значение параметров комплектующих элементов.

Разработанный метод повышения МН предполагает реализацию трех алгоритмов повышения соответствующих показателей метрологической надежности ИИС. Разработан алгоритм повышения метрологической надежности ИИС по критерию требуемой величины метрологического ресурса.

Задача заключается в разработке алгоритма обеспечения требуемого уровня метрологического ресурса при заданном уровне значимости g путем подбора номиналов элементов и может быть представлена в виде

^р-'зад;>о}>1-я при 5(/,ф)=уаг, феФ, уЦ,у)еА, (1)

*

где /р - метрологический ресурс ИИС в целом; /зад - значение заданного

метрологического ресурса; / — время; 5 - совокупность метрологических характеристик СИ; ф - вектор внешних возмущающих воздействий; Ф — область внешних возмущающих воздействий; g — уровень значимости; у{1, ф) - совокупность выходных характеристик СИ; А — область работоспособности.

Разработан алгоритм повышения МН по критерию максимума МР.

Задача повышения метрологического ресурса проектируемой ИИС формулируется следующим образом: подобрать элементную базу так, чтобы при данном схемотехническом решении метрологический ресурс достиг максимального значения для проектируемой информационно-измерительной системы при условии сохранения ее функционального назначения. Указанная задача может быть записана в виде

/р=шах|пип{/р1}1 при 5(У, ф)=уаг, ере Ф, >>(/, <р)е А, (2)

*

где /р - метрологический ресурс ИИС в целом; /р; - значение метрологического ресурса /-го АБ; I - время; Б - совокупность метрологических характеристик ИИС; >'(/, ф) - совокупность выходных характеристик ИИС.

Очевидно, что решению задачи (2) предшествует задача нахождения максимального значения величины метрологического ресурса каждого из АБ, составляющих измерительный канал, т.е. в качестве целевой функции рассматривается величина максимального ресурса каждого АБ.

Разработан алгоритм повышения метрологической надежности по критерию максимума вероятности сохранения метрологической исправности путем подбора номиналов элементов, обеспечивающих максимальное значение выбранного показателя метрологической надежности информационно-измерительных систем:

^испр«=^{0<5(0^доп}=шах при 5(/,ф)=уаг, у(1, ср)е А, (3) где Риспр (/) - вероятность сохранения метрологической исправности; ^доп ~~ допустимое значение метрологических характеристик; t - время; у{1, ф) - совокупность выходных характеристик информационно-измерительных систем.

Очевидно, что решению задачи (3) предшествует задача нахождения максимального значения вероятности сохранения метрологической исправности каждого из АБ, составляющих измерительный канал.

На рисунке 3 представлена обобщенная блок-схема, определяющая структуру реализации разработанных алгоритмов повышения показателей метрологической надежности ИИС. Основные этапы разработанных алгоритмов повышения МН заключаются в следующем.

1. Формируется база данных по блокам, составляющим ИК ИИС, в которую входят структурная и принципиальная схемы, параметры элементной базы и технические характеристики, определяющие функциональное назначение составляющих ИК блоков.

2. На основе анализа структурной и электрической схем для каждого аналогового блока, входящего в измерительный канал ИИС, строится математическая модель его функционирования:

Б = Е1(хЛ), (4)

характеризующая зависимость значений нормируемой для исследуемого блока метрологической характеристики 5 от значения входного параметра х и параметров элементной базы <^2, —,

3. Производится статистическое моделирование состояния метрологических характеристик исследуемых блоков, которое заключается в последовательном моделировании с учетом процессов старения параметров элементов схем в каждом временном сечении Ц области контроля Т\,

е 7], 1 = 0,1,..., к и моделировании реализаций метрологических характеристик блоков в различных временных сечениях S(t¡), / = 0,1,..., к. При этом используется известное допущение о нормальном законе распределения параметров элементов.

4. С помощью методов интерполяции по полученным в области контроля Т\ значениям параметров закона распределения метрологической характеристики отД?,) и ст5(7/), / = 0,..., к для каждого блока строится математическая модель процесса изменения во времени метрологической характеристики.

Математические модели представляют собой совокупность аналитических зависимостей, полученных для функции изменения во времени математического ожидания исследуемой МХ т3{{) и функций, характеризующих изменение во времени границ отклонения возможных значений метрологической характеристики от ее математического ожидания, определяемых выражением

У|/±с(0 = т5(?)±сстД4 (5)

где с — постоянный коэффициент, выбираемый в зависимости от заданного уровня доверительной вероятности Р и закона распределения метроло-

гической характеристики (на практике выбирается с = 3 при уровне доверительной вероятности Р = 0,997 и нормальном законе распределения МХ); ал. (/) - значение среднеквадратического отклонения МХ.

5. Определяются показатели МН экстраполяцией зависимостей МЛ(/) и »[/+,-,(/), составляющих математическую модель изменения во времени исследуемой метрологической характеристики на область предстоящей эксплуатации.

6. В случае несоответствия значений показателей МН требованиям, представленным выражениями (1), (2), (3), реализуется один из алгоритмов повышения МН по показателям /р и ^испр(')-

Для повышения МН в математической модели аналогового блока выделяются элементы, увеличение или уменьшение во времени параметров которых вызывает максимальное изменение значений метрологической характеристики. Выделение этих элементов осуществляют по величине нормируемой частной производной вида:

] = 1, ..., п, (6)

где с(^) = |Э57Э!;у| - значения частных производных, вычисленных по

номинальным значениям параметров у'-го комплектующего элемента блока; - параметры комплектующих элементов блока; сь - среднеквадратичное отклонение параметрау-го комплектующего элемента блока.

Затем осуществляется ранжирование элементов по абсолютному значению Выделяются элементы, имеющие максимальное значение с(^),

по которым проводится поиск оптимального значения выбранного критерия оптимизации при условии сохранения работоспособности схемы проектируемого аналогового блока.

7. Далее реализуется процедура поиска оптимальных значений параметров выбранных элементов, обеспечивающих решение поставленных задач оптимизации в соответствии с условиями (1), (2), (3). Реализация разработанных в диссертации алгоритмов осуществляется с использованием основных положений метода конфигураций, который предполагает выполнение процедуры пробного поиска и рабочего поиска до момента получения требуемых или максимальных значений оптимизируемых показателей МН.

8. Процедура поиска оптимальных значений параметров элементной базы предполагает реализацию математического моделирования МХ и расчет показателей МН на каждом шаге поиска.

Рис. 3. Общий алгоритм повышения показателей МН АБ ИИС

© © I

Математическое моделирование метрологических характеристик и расчет показателей МН

Вывод параметров элементов схемы, соответствующих значениям показателей МН

2

С

Конец

Рис. 3. Продолжение

Следует особо отметить, что проверка работоспособности проектируемого аналогового блока производится на каждом этапе после замены соответствующих элементов.

Описанный процесс производится до достижения требуемых или максимальных значений показателей МН каждого проектируемого аналогового блока измерительного канала и ИИС в целом.

В третьей главе представлена обобщенная методика повышения метрологической надежности при проектировании ИИС.

Методика основана на теоретических положениях методов повышения МН, разработанных в диссертации. Методика позволяет оценить показатели МН проектируемых ИИС, а также решать при необходимости задачи повышения выбранных показателей МН по критериям требуемого и максимального значения метрологического ресурса и максимума вероятности метрологической исправности.

В соответствии с методикой вводится единый алгоритм оценки и повышения метрологической надежности при проектировании информационно-измерительной системы. Блок-схема разработанной методики оценки, прогнозирования и повышения метрологической надежности ИИС приведена на рис. 4, где пунктиром выделены блоки, которые являются элементами научной новизны диссертации.

В четвертой главе представлены результаты практического применения разработанного метода и обобщенной методики повышения показателей метрологической надежности измерительного канала ИИС. Исследованы наиболее часто используемые на практике схемные решения АБ,

Рис. 4. Блок-схема обобщенной методики повышения МН ИИС

измерительные каналы информационно-измерительных систем, реализующих контактные и бесконтактные методы теплофизических измерений: аналого-импульсный преобразователь (АИП) и нормирующий усилитель, используемый в бесконтактных средствах НК.

Нормируемой метрологической характеристикой каждого из исследованных блоков являлась основная относительная погрешность

8 = 100о/о (7)

и

^ вых.н

где ивых, 1/вых н - измеренное и номинальное значения выходного сигнала соответственно.

Условие метрологической исправности для каждого аналогового блока измерительного канала ИИС с учетом выбранной метрологической характеристики может быть записано в виде

5(0<5ДОП. (8)

Для каждого из названных блоков в соответствии с разработанной методикой построены математические модели. Экстраполяция математических моделей изменения основной относительной погрешности блоков позволила оценить значения показателей метрологической надежности. Показана возможность повышения показателей МН для каждого из рассматриваемых блоков. В соответствии с разработанной методикой осуществлена замена элементов с доминирующим влиянием на метрологическую характеристику на другие номиналы, что позволило получить более высокий уровень метрологической надежности проектируемых устройств.

В таблице 1 представлены сводные данные по реализации методики повышения показателей метрологической надежности для исследуемых аналоговых блоков измерительных каналов ИИС.

1. Результаты повышения метрологической надежности

\ Показате-\ ли МН Повышение МН по критерию заданного значения МР Повышение МН по критерию максимума МР Повышение МН по критерию максимума ^испр

Типы \ блоков \ Значения МР до оптимизации, ч Заданные значения МР, ч Значения МР до оптимизации, ч Значения МР после оптимизации, ч Значения ■Рнспр ДО оптимизации Значения Р,кпр после оптимизации

АИП 38 550 42 ООО 38 550 42 420 0,77 0,87

¡{к) = 27 000 ч

Нормирующий усилитель 32 000 35 ООО 32 000 39 000 0,70 0,80

г(к) = 22 400 ч

Подробные расчеты решения задачи повышения показателей метрологической надежности рассматриваемых аналоговых блоков информационно-измерительных систем приведены в диссертации.

Полученные результаты показывают, что применение разработанной методики при проектировании ИИС позволяет дать вероятностную оценку выбранному показателю метрологической надежности таких устройств, а также увеличить значение показателя метрологической надежности ИИС более чем на 9%. Таким образом, достигнута основная цель диссертационной работы - решена задача оценки и повышения метрологической надежности аналоговых блоков измерительных каналов и ИИС в целом.

В приложениях приведены текст компьютерной программы повышения показателей метрологической надежности АБ ИИС исследуемых блоков, а также результаты статистического моделирования и материалы по внедрению.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. В результате анализа существующих методов повышения метрологической надежности ИИС показано, что они не учитывают оптимальный выбор элементной базы. Это снижает адекватность построенных математических моделей метрологических характеристик, а также эффективность и точность прогнозирования метрологической надежности проектируемых ИИС. Поэтому первоочередной задачей в области метрологического обеспечения ИИС является разработка методов повышения метрологической надежности с учетом оптимального выбора элементной базы.

2. Предложен метод повышения показателей метрологической надежности ИИС. Метод позволяет выбрать параметры элементной базы, обеспечивающие при заданном схемотехническом решении аналоговых блоков оптимальные значения показателей МН для проектируемого аналогового блока измерительного канала и ИИС при условии сохранения функционального назначения проектируемых СИ в целом.

3. Разработан алгоритм повышения метрологической надежности ИИС по критерию требуемой величины метрологического ресурса, основанный на математическом моделировании метрологических характеристик исследуемого блока. Алгоритм заключается в поиске оптимальных значений параметров элементной базы аналоговых блоков, обеспечивающих требуемое значение выбранного показателя метрологической надежности.

4. Предложен алгоритм поиска максимума метрологического ресурса аналоговых блоков, входящих в состав измерительных каналов ИИС, который позволяет при использовании математической модели АБ и базы данных по элементам определить максимально возможное значение метрологического ресурса исследуемых аналоговых блоков и ИИС в целом.

5. Разработан алгоритм повышения метрологической надежности ИИС по критерию вероятности сохранения метрологической исправности. Алгоритм заключается в поиске оптимальных значений параметров эле-

ментной базы аналоговых блоков ИИС, обеспечивающих максимальное значение показателя вероятности сохранения метрологической исправности в произвольный момент времени предстоящей эксплуатации информационно-измерительных систем.

6. На основе предложенного в диссертации метода разработана обобщенная методика повышения метрологической надежности информационно-измерительных систем, которая позволяет реализовать единый алгоритм прогнозирования метрологической надежности исследуемых СИ при их проектировании и повышения выбранного показателя метрологической надежности ИИС.

7. Экспериментальная проверка предложенной обобщенной методики позволяет дать вероятностную оценку выбранных показателей метрологической надежности таких устройств, а также увеличить значение показателя метрологической надежности ИИС более чем на 9%.

В результате выполнения диссертационной работы получено решение научной задачи оценки и повышения метрологической надежности ИИС на основе математического моделирования нестационарных случайных процессов изменения во времени исследуемых метрологических характеристик с использованием аппарата аналитико-вероятностного прогнозирования.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендуемых ВАК РФ

1. Отхман, Н.З. Математическое моделирование метрологических характеристик аналоговых измерительных средств / Н.З. Отхман // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. -2007. - № 1(7). - С. 197 - 200.

2. Чернышева, Т.И. Повышение метрологической надежности аналоговых блоков измерительных систем / Т.И. Чернышева, Н.З. Отхман, Л.И. Рожнова // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2009. - Т. 15, № 1. - С. 80 - 85.

3.Чернышева, Т.И. Повышение показателей метрологической надежности при проектировании информационно-измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман, В.И. Полухин // Вестник Тамбовского государственного технического университета. - 2011. - Т. 17, № 2. - С. 365 - 370.

4. Чернышова, Т.И. Повышение метрологической надежности информационно-измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского / спец. выпуск (36)/(2011). - С. 86-90.

Статьи и материалы конференций

1. Отхман, Н.З. Метод повышения метрологической надежности измерительных систем путем оптимального выбора номиналов элементов / Н.З. Отхман, И.Г. Васильев // Труды [ТТТУ]. - Тамбов. - 2008. - Вып. 21. - С. 139 -143.

2. Чернышова, Т.И. Повышение метрологической надежности электронных измерительных средств / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман // Бъде-

щето проблемите на световната наука - 2008 : материали за IV Междунар. науч. практ. конф., 17-25 дек. 2008. - София, 2008. - С. 29 - 31.

3. Чернышова, Т.И. Метод повышения метрологического ресурса при проектировании электронных измерительных средств / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман, И.Г. Васильев // Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование : материалы 13-й науч. конф. Тамб. гос. тех. ун-та. - 2008. - С. 63-64.

4. Чернышова, Т.И. Повышение метрологической надежности аналоговых блоков информационно-измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман // Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы-1 : материалы Междунар. науч.-техн. конф. - 2009, 13 -15 мая 2009 г. - Курск. - Ч. 1. - С. 24 - 27.

5. Чернышова, Т.И. Повышение метрологического ресурса при проектировании измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман, В.И. Полу-хин // Глобальный научный потенциал : 5-я Междунар. заочная науч,-практ. конф. - Тамбов, 16-17 июня 2009. - С. 48^19.

6. Чернышова, Т.И. Повышение показателей метрологической надежности аналоговых блоков информационно-измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман // Теплофизические исследования и измерения в энергосбережении, при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг : VII Междунар. теплофиз. шк. - Тамбов,

2010.-С. 135- 137.

7. Отхман, Н.З. Повышение показателей метрологической надежности электронных измерительных средств // Аспекты ноосферной безопасности в приоритетных направлениях деятельности человека : материалы II Междунар. кластерной науч-практ. конф. - Тамбов : Изд-во ТР-ПРИНТ,

2011.-С. 86-87.

8. Отхман, Н.З. Метод повышения уровня метрологической надежности проектируемых электронных измерительных средств / Н.З. Отхман // Актуальные научные достижения, 27 июня - 05 июля 2011 г., Чехия. - С. 54 - 56.

9. Отхман, Н.З. Оценка и повышение метрологического ресурса проектируемых электронных измерительных средств / Н.З. Отхман, В.И. Полухин // Актуальные проблемы нано - и микроэлектроники : Все-рос. науч. шк. - Тамбов. - 2011. - С. 220-221.

10. Свидетельство № 2011610915 о регистрации программы для ЭВМ. Программа оценки и повышения метрологической надежности по критерию максимума метрологического ресурса / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман (РФ) ; опубл. 24.01. 2011 г.

11. Свидетельство № 2011611057 о регистрации программы для ЭВМ. Программа оценки и повышения метрологической надежности по критерию требуемого метрологического ресурса / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман (РФ) ; опубл. 31.01. 2011 г.

Подписано в печать 16.11.2012. Формат 60x84/16. 0,93 усл. печ. л. Тираж 100 экз. Заказ № 582

Издательско-полиграфический центр ФГБОУ ВПО «ТТТУ» 392000, г. Тамбов, ул. Советская, д. 106, к. 14

ВВЕДЕНИЕ.

1 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ СОСТОЯНИЯ ПРОБЛЕМЫ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Характеристика состояния проблемы метрологической надежности средств измерений.

1.2 Краткий обзор и анализ известных путей решения задач оценки и повышения метрологической надежности средств измерений

1.2.1 Методы оценки и прогнозирования состояния метрологических характеристик средств измерений.

1.2.2 Методы повышения метрологической надежности средств измерений.

1.3 Обоснование и выбор методов поиска оптимальный значений метрологической надежности ИИС.

1.3.1 Метод покоординатного спуска (Гаусса-Зейделя).

1.3.2 Метод конфигураций.

1.3.3 Метод Розенброка.

1.3.4 Метод случайного поиска.

1.3.5 Метод сопряженных направлений Пауэлла.

1.4 Постановка задачи оценки и повышения метрологической надежности. Выбор критериев (показателей) надежности.

Выводы.

2 Методы повышения метрологической надежности информационно измерительных систем.

2.1 Математическое моделирование метрологических характеристик аналоговых блоков ИИС.

2.1.1. Построение математической модели метрологической характеристики аналогового блока.

2.1.2. Статистическое моделирование состояния метрологических характеристик блоков ИИС.

2.1.3 Построение математической модели процесса изменения во времени метрологической характеристики блока ИИС. 57 2.2 Анализ способов повышения метрологической надежности

2.2.1 Алгоритм повышения метрологической надежности

2.3Алгоритм решения задачи обеспечения требуемого метрологического ресурса ИС.

2.4 Алгоритм решения задачи нахождения максимума метрологического ресурса ИС.

2.5 Оптимальный выбор параметров элементов блоков ИС, обеспечивающих максимальную вероятность сохранения метрологической исправности 74 ИС.

Выводы.

3 ОБОБЩЕННАЯ МЕТОДИКА ОЦЕНКИ И ПОВЫШЕНИЯ

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ АБ ИИС.

3.1 Общие положения.

3.2 Оценка и прогнозирование состояния метрологических 82 характеристик блоков ИИС.

3.3 Повышение метрологической надежности ИИС.

Выводы.

4 ПОВЫШЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ НАДЕЖНОСТИ ИИС НК ТФС

НА ЭТАПЕ ПРОЕКТИРОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ

РАЗРАБОТАННОЙ МЕТОДИКИ.

4.1 Повышение метрологической надежности ИИС, реализующих контактные методы РЖ ТФС материалов.

4.1.1 Повышение МН блока аналого-импульсного 89 преобразователя.

4.1.2 Повышение МР по критерию заданного МР.

4.1.3 Повышения МН блока АИП по критерию вероятность 100 метрологической исправности.

4.2Повышение метрологической надежности ИИС, реализующих бесконтактные методы НК ТФС материалов.

4.2.1 Повышение МН блока входного каскада.

4.1.2 Повышение МР по критерию заданного МР.

4.2.3 Повышение вероятности метрологической исправности блока входного каскада.

Выводы.

Одной из важнейших характеристик качества технических средств является его надежность. Для средств измерений (СИ), в том числе и для информационно - измерительные системы (ИИС), особое значение имеет обеспечение их метрологической надежности (МН).

Актуальность темы исследования.

МН ИС определяет их свойство сохранять во времени метрологические характеристики (МХ) в пределах установленных норм при эксплуатации в заданных режимах и условиях использования, техническом обслуживании, хранении и транспортировании. Следовательно, МН определяется характером и темпом изменения нормируемых МХ ИС.

В настоящее время среди различных групп СИ, наиболее эффективно используемых в промышленности в качестве измерительно-вычислительных средств, широкое применение получили ИИС, характеризующиеся разнообразием выполняемых функций и позволяющие реализовывать достаточно сложные алгоритмы измерения. Алгоритмическая, структурная и конструктивная сложность ИИС, делает актуальным вопрос обеспечения необходимого уровня их МН.

Для ИИС наиболее значимым показателем МН является метрологический ресурс, оцениваемый временем пересечения реализаций нестационарного случайного процесса изменения во времени МХ границ поля допуска, и вероятность сохранения метрологической исправности в произвольный момент времени эксплуатации.

Как показывают теоретические и практические исследования, наиболее ответственными для ИИС в метрологическом отношении являются аналоговые блоки, входящие в состав измерительных каналов и выполняющие различные функции преобразования измеряемой величины. Преобладание для таких блоков в общем потоке отказов постепенных метрологических отказов, определяемых только при проведении метрологических поверок и вызванных постепенным изменением, а в конечном итоге, выходом за допуск метрологических характеристик, выдвигают на первый план вопрос оценки метрологической надежности аналоговых блоков, входящих в измерительный канал, ИИС в целом

Объект исследования: метрологическая надежность аналоговых блоков ИИС.

Предмет исследования: процессы изменения метрологических характеристик ИИС.

Методы исследования базируются на использовании математического моделирования, метрологии, математической статистики и компьютерном моделировании.

Научная новизна в диссертации получены следующие основные результаты, характеризующиеся научной новизной:

1. Разработан метод повышения метрологической надежности аналоговых блоков измерительных каналов и ИИС в целом, отличающийся изменением номиналов элементной базы, обеспечивающих при заданном схемотехническом решении аналоговых блоков оптимальные значения показателей их метрологической надежности.

2. Предложены новые алгоритмы повышения метрологической надежности ИИС по критериям заданного значения метрологического ресурса, максимума значения метрологического ресурса и максимума вероятности сохранения метрологической исправности. Алгоритмы заключаются в поиске оптимальных значений номиналов элементной базы аналоговых блоков ИИС на этапе их проектирования.

3. Разработана обобщенная методика оценки и повышения метрологической надежности информационно-измерительных систем, в которой впервые предложен единый алгоритм повышения показателей метрологической надежности исследуемых СИ при их проектировании.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Метод повышения метрологической надежности проектируемых ИИС при заданном их схемотехническом решении.

2. Алгоритм повышения метрологической надежности аналоговых блоков ИИС по критерию заданного метрологического ресурса.

3. Алгоритм повышения метрологической надежности аналоговых блоков ИИС по критерию максимума метрологического ресурса.

4. Алгоритм повышения метрологической надежности аналоговых блоков ИИС по критерию максимума вероятности метрологической исправности в произвольный момент времени предстоящей эксплуатации.

5. Обобщенная методика оценки и повышения метрологической надежности ИИС.

Целью диссертационной работы является повышение метрологической надежности ИИС с помощью разработки метода повышения показателей метрологической надежности аналоговых блоков ИИС на этапе их проектирования при заданном схемотехническом решении.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

- разработать алгоритм повышения метрологической надежности по критерию заданного значения метрологического ресурса ИИС;

- разработать алгоритм повышения метрологической надежности ИИС по критерию максимума метрологического ресурса;

- разработать алгоритм повышения метрологической надежности по критерию максимума вероятности сохранения метрологической исправности ИИС.

Практическая значимость и результаты внедрения.

1. Разработанный метод повышения метрологической надежности при проектировании аналоговых блоков ИИС позволяет повысить показатели метрологической надежности разрабатываемых СИ при неизменном их схемотехническом решении и сохранении их функционального назначения.

2. Создано программное обеспечение, реализующее алгоритмы повышения метрологической надежности ИИС.

3. Использование разработанных алгоритмов и программ их реализации позволяет повысить метрологическую надежность АБ и ИИС в целом не менее чем на 9%.

4. Результаты диссертационной работы приняты к использованию на ОАО «Талвис» и кафедре КРЭМС ФГБОУ ВПО «ТГТУ».

5. Результаты работы могут быть использованы в качестве инженерных методик оценки и повышения метрологической надежности широкого класса электронных ИС.

Апробация работы. Основные научные и практические результаты исследований по теме диссертации докладывались на IV Международной научно-практической интернет-конференции «Перспективные вопросы мировой науки» (Днепропетровск, 2008), Международной научно-технической конференции «Диагностика - 2009» (Курск, 2009), 5-й Международной заочной научно-практической конференции «Глобальный научный потенциал» (Тамбов, 2009), XIV научной конференции ТГТУ «Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование» (Тамбов, 2009), Седьмой Международной теплофизической школе «Теплофизические исследования и измерения в энергосбережении, при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг» (Тамбов, 2010), II Международной кластерной научно-практической конференции «Аспекты ноосферной безопасности в приоритетных направлениях деятельности человека» (Тамбов, 2011), Международной научной конференции «Актуальные научные достижения» (Чехия, 2011), Всероссийской научной школе «Актуальные проблемы нано- и микроэлектроники» (Тамбов, 2011).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 печатных работ, в том числе четыре статьи в ведущих рецензируемых научных журналах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, трех приложений, изложена на 170 страницах и содержит 22 рисунка, 12 таблиц, список литературы включает 107 наименований.

Основные результаты диссертационной работы заключаются в следующем.

1. В результате анализа существующих методов повышения МН ИИС показано, что они не учитывают оптимальный выбор элементной базы. Это снижает адекватность построенных математических моделей метрологических характеристик, а также эффективность и точность прогнозирования метрологической надежности проектируемых ИИС. Поэтому первоочередной задачей в области метрологического обеспечения ИИС является разработка методов повышения метрологической надежности с учетом оптимального выбора элементной базы.

2. Предложен метод повышения показателей МН ИИС. Метод позволяет выбрать элементную базу, обеспечивающую при заданном схемотехническом решении АБ оптимальные значения показателей МН для проектируемого аналогового блока измерительного канала и ИИС при условии сохранения функционального назначения проектируемых СИ.

3. Разработан алгоритм повышения метрологической надежности ИИС по критерию требуемой величины метрологического ресурса, основанный на математическом моделировании метрологических характеристик исследуемого блока, алгоритм заключается в поиске оптимальных значений параметров элементной базы АБ, обеспечивающих требуемое значение выбранного показателя МН.

4. Предложен алгоритм поиска максимума метрологического ресурса АБ, составляющих ИК ИИС, который позволяет при использовании математической модели АБ и базы данных по элементам определить максимально возможное значение метрологического ресурса исследуемого АБ и ИИС в целом.

5. Разработан алгоритм повышения МН ИИС по критерию вероятности сохранения метрологической исправности. Алгоритм заключается в поиске оптимальных значений параметров элементной базы АБ ИИС, обеспечивающих максимальное значение показателя вероятности сохранения метрологической исправности в произвольный момент времени предстоящей оптимизации ИИС.

6. На основе предложенного в диссертации метода разработана обобщенная методика повышения МН ИИС, которая позволяет реализовать единый алгоритм прогнозирования метрологической надежности исследуемых СИ при их проектировании и повышения выбранного показателя МНИИС.

7. Экспериментальная проверка предложенной обобщенной методики позволяет дать вероятностную оценку выбранных показателей МН таких устройств, а также увеличить значение показателя метрологической надежности ИИС более чем на 9%.

В результате выполнения диссертационной работы получено решение научной задачи оценки и повышения МН ИИС на основе математического моделирования нестационарных случайных процессов изменения во времени, исследуемых МХ с использованием аппарата аналитико-вероятностного прогнозирования и разработки метода повышения МН ИИС.

34. Ильин, В.Н. Автоматизация схемотехнического проектирования: учеб. пособие для вузов / В.Н. Ильин, В.Т. Фролкин, А.И. Бутко [и др.]; под ред. В.Н. Ильина. - М.: Радио и связь, 1987. - 368 с.

35. Скрипка, B.JI. Повышение метрологической надежности ИИС при использовании взаимокорреляционной обработки сигналов измерительных каналов / B.JI. Скрипка, М.В. Лунева, Ю.Ю. Вахрушева // Измерительная техника. - 2006. - № 3. - С. 15-18

36. Metrology in industry: the key foi quality / edited by French College of Metrology. - ISTE. - 2006. - 270p.

37. Чернышова, Т.И. Разработка и исследование методики прогнозирования состояния метрологических характеристик аналоговых блоков информационно-измерительных систем в процессе эксплуатации: дис. . канд. техн. наук: № специальности 05.11.16 / Чернышова Татьяна Ивановна-Л., 1979.-189 с.

38. ГСИ. Метрология. Основные термины и определения: рекомендация Госстандарта МИ 2247-93. - СПб.: ВНИИМ им. Д.И. Менделеева, 1994. - 60 с.

39. Алгоритмическое обеспечение отказоустойчивости распределенных систем управления / H.A. Захаров [и др.] // Радиоэлектронные и компьютерные системы. - 2008. - № 7. - С. 43-48.

40. Раннев, Г.Г. Интеллектуальные средства измерений: учеб. / Г.Г. Раннев. - М.: Академия. - 2010. - 272 с.

41. Джексон, Р.Г. Новейшие датчики / Р.Г. Джексон. - М.: Техносфера, 2007.-384 с.

42. Мищенко, C.B. Метрологическая надежность измерительных средств / C.B. Мищенко, Э.И. Цветков, Т.И. Чернышова. - М.: Машиностроение, 2001. -218 с.

43. Ратхор, Т.С. Цифровые измерения. АЦП/ЦАП / Т.С. Ратхор. - М.: Техносфера, 2006. - 392 с.

44. Пригожин, И. Современная термодинамика / И. Пригожин, Д. Кондепуди. - М.: Мир, 2002. - 460 с.

45. Млицкий, В.Д. Испытание аппаратуры и средства измерений на воздействие внешних факторов / В.Д. Млицкий, В.Х. Беглария, Л.Г. Дубицкий. - М.: Машиностроение, 2003. - 567 с.

46. Вучков, И. Прикладной регрессионный анализ / И. Вучков, Л. Бояджиева, Е. Солаков. - М.: Финансы и статистика, 1987. - 240 с.

47. Дрейпер, Н. Прикладной регрессионный анализ: в 2 кн. / Н. Дрейпер, Г. Смит. - М.: Финансы и статистика, 1986. - 2 кн.

48. Володарский, Е.Т. Планирование и организация измерительного эксперимента / Е.Т. Володарский, Б.Н. Малиновский, Ю.М. Туз. - Киев: Вища. шк., 1987.-280 с.

49. Монтгомери, Д.К. Планирование эксперимента и анализ данных: пер. с англ. / Д.К. Монтгомери. - Л.: Судостроение, 1980. - 384 с.

50. Интегральные микросхемы: справ. / Б.В. Тарабрин, Л.Ф. Лунин, Ю.Н. Смирнов [и др.]; под ред. Б.В. Тарабрина. - 2-е изд., испр. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 528 с.

51. Северцев, H.A. Надежность сложных систем в эксплуатации и отработке / H.A. Северцев. - М.: Высш. шк., 1989. - 431 с.

52. Арутюнов, П.А. Теория и применение алгоритмических измерений /

П.А. Арутюнов. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 256 с.

53. Чернышова, Т.И. Методы и средства неразрушающего контроля теплофизических свойств материалов / Т.И. Чернышова, В.Н. Чернышов. - М.: Машиностроение-1, 2001. - 240 с.

54. Фридман, А.Э. Основы метрологии. Современный курс / А.Э. Фридман. - СПб.: НПО «Профессионал», 2008. - 284 с.

55. РМГ 43-2001. Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Государственная система обеспечения единства измерений. Применение

Руководства по выражению неопределенности измерений», введены Постановлением Госстандарта РФ от 26.03.2003 N 96-ст

56. Селезнев, A.B. Методика оценки метрологической надежности средств измерений / A.B. Селезнев, Т.И. Чернышова // Труды Тамб. гос. техн. ун-та. -1998.-Вып. 2.-С. 122-126.

57. Методика выбора межповерочных интервалов средств измерений / С.Д. Балакирева [и др.] // Измерительная техника. - 1987. - № 10. - С. 15-17.

58. Волович, Г.И. Интегрирующие АЦП [Электронный ресурс] / Г.И.

Волович. - Режим доступа: <http://www.limi.ru/ adcs/adcinteg.htm>

59. Гутников, B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах / B.C. Гутников. - JL: Энергия, 1980. - 248 с.

60. Хоровиц, П. Искусство схемотехники: пер. с англ.: в 2 т. / П. Хоровиц, У. Хилл. - М.: Мир, 1986. - 590 с. - 2 т.

61. Проблема и специфика надежности измерительных устройств / В.О. Арутюнов [и др.] // Измерительная техника. - 1969. - № 3. - С. 9-13.

62. Мандельштам, С.М. Информационная надежность / С.М. Мандельштам // Труды Ленинградского института авиационного приборостроения. - 1966. -Вып. 48.-С. 102-109.

63. Иванов, Б.С. Связь между точностью и надежностью некоторых теплоэнергетических приборов / Б.С. Иванов, Д.В. Свечарник // Измерительная техника. - 1970. - № 5. - С. 76-78.

64. Богданов, Г.П. Метрологическое обеспечение и эксплуатация измерительной техники / Г.П. Богданов. - М.: Энергия, 1990. - 328 с.

65. Вопросы качества радиодеталей / Б.Ю. Геликман [и др.]. - М.: Сов. радио, 1980. - 352 с.

66. Теоретические и практические основы теплофизических измерений: моногр. / C.B. Пономарев, C.B. Мищенко, А.Г. Дивин [и др.]: под ред. C.B. Пономарева. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2008. - 408 с.

67. Ротенберг, Б.А. Керамические конденсаторные диэлектрики / Б.А. Ротенберг. - СПб.: Типография ОАО НИИ "Гириконд", 2000. - 246 с. Вопросы качества радиодеталей / Б.Ю. Геликман, Г.А. Горячева, Л.Д. Кристаллинский, В.В. Стальбовский. - М.: Сов. радио, 1980. - 352 с.

68. Кондрашкова, Г.А. Количественная оценка нестабильности погрешности электронных измерительных устройств / Г.А. Кондрашкова // Стандарты и качество. - 1967. - № 5. - С. 23-24.

69. Рябинов, М.Н. К оценке надежности геофизической аппаратуры с учётом постепенных отказов / М.Н. Рябинов, Г.А. Кондрашкова, H.A. Бачманов // Геофизическая аппаратура. - 1970. - Вып. 42. - С. 165-168.

70. Методика: Обеспечение надежности на этапе проектирования. Прогнозирование стабильности и оценка серийнопригодности аналоговых устройств / Государственный комитет стандартов Совета Министров СССР. -М., 1976. - 43 с.

71. Бедова, Е.М. Исследование долговечности аналоговых устройств, обладающих высокой надежностью / Е.М. Бедова // Труды Всесоюзного научно-исследовательского института электроизмерительных приборов.

1973.-№ 16.-С. 148-155.

72. Батова, Г.П. Статистический метод оценки стабильности аналоговых приборов контроля и регулирования по результатам экспериментальных исследований / Г.П. Батова, A.M. Звягинцев // Труды НИИТП. - 1974. - Вып. 81.-С. 12-20.

73. Цейтлин, В.Г. Интегральный расчёт метрологической надёжности средств измерений / В.Г. Цейтлин, А.Х. Цизис // Измерительная техника.

1974.-№3.-С. 12-13

74. Изменение надёжности электроизмерительных приборов при их длительной эксплуатации / B.C. Лабунец [и др.] // Измерительная техника. -1974.-№3.-С. 59-60.

75. Абуладзе, И.В. Определение изменений во времени метрологических характеристик средств измерений / И.В. Абуладзе, А.И. Беляевский, A.A. Джевдет // Измерительная техника. - 1978. - № 2. - С. 9-12.

76. Чернышова, Т.И. Разработка и исследование методики прогнозирования состояния метрологических характеристик аналоговых блоков информационно-измерительных система процессе эксплуатации: дис. . канд. техн. наук: № специальности: 05.11.16 / Чернышова Татьяна Ивановна ; Ленингр. электротехн. ин-т им. В.И. Ульянова (Ленина). - Л., 1979. - 198 с.

77. Тарбеев, Ю.В. Научно-технические перспективы обеспечения надёжности средств измерений / Ю.В. Тарбеев, В.Н. Иванов, П.В. Новицкий // Измерительная техника. - 1982. - № 5. - С. 17-19.

78. Свинцов, B.C. Определение показателей надёжности средств измерений в процессе их эксплуатации / B.C. Свинцов // Измерительная техника. - 1982. -№8.-С. 10-13.

79. Кузнецов, В.А. Вопросы обеспечения метрологической надёжности средств измерений / В.А. Кузнецов // Измерительная техника. - 1984. - № 1. -С. 8-10.

80. Екимов, A.B. О метрологической надёжности средств электроизмерительной техники / A.B. Екимов // Измерительная техника. -1984.-№ 1.-С. 10-11.

81. Екимов, A.B. Прогнозирование и обеспечение надёжности средств измерений с учётом явных и скрытых отказов / A.B. Екимов, Ю.М. Макаров, М.И. Ревяков // Измерительная техника. - 1990. - № 6. - С. 3-4.

82. Соболь, И.М. Численные методы Монте-Карло / И.М. Соболь. - М.: Наука, 1973.-312 с.

83. Мозгалевский, A.B. Техническая диагностика: Непрерывные объекты / A.B. Мозгалевский, Д.В. Гаскаров. - М.: Высш. шк., 1975. - 206 с.

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

85. Богданов, Г.П. Использование счётчиков времени наработки для планирования метрологического обслуживания средств измерений / Г.П.

Богданов, М.А. Лотонов, Г.В. Салюк // Измерительная техника. - 1989. - № 9. -С. 58-59.

86. Кендалл, М. Многомерный статистический анализ и временные ряды / М. Кендалл, А. Стьюарт. - М.: Наука, 1976. - 736 с.

87. Отхман, Н.З. Метод повышения метрологической надежности измерительных систем путём оптимального выбора номиналов элементов / Н.З. Отхман, И.Г. Васильев // Труды Тамб. гос. техн. ун-та. - 2008. - Вып. 21. -С.139-143.

88. Чернышова, Т.И. Повышение метрологического надежности электронных измерительных средств / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман // Бъдещето проблемите на световната наука - 2008: материали за IV междунар. науч. практ. конф., 17-25 дек. 2008. - София, 2008.- С 29-31.

89. Чернышова, Т.И. Метод повышения метрологического ресурса при проектирований электронных измерительных средств / Т.И. Чернышова, Н. 3. Отхман, И.Г Васильев // Фундаментальные и прикладные исследования, инновационные технологии, профессиональное образование: 13 науч. конф. Тамб. гос. тех. ун-та. - Тамбов, 2008. - С. 63-64.

90. Чернышова, Т.И. Повышение метрологической надежности аналоговых блоков информационно-измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман // Информационно-измерительные, диагностические и управляющие системы: 1-я междунар. науч.-техн. конф., / Курский гос. тех. ун-т., 13-15 мая 2009 г. -Курск, 2009. - 4.1. - С. 24-27.

91.Чернышова, Т.И. Повышение метрологического ресурса при проектировании измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н. 3. Отхман, В.И. Полухин // Глобальный научный потенциал: V Междунар. заоч. науч.-практ. конф., 16-17 июня 2009 / Тамб. гос. техн. ун-т. - Тамбов, 2009. - С. 48-49.

92. Чернышова, Т.И. Повышение показателей метрологической надежности аналоговых блоков информационно-измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман // Теплофизические исследования и измерения в энергосбережении, при контроле, управлении и улучшении качества продукции, процессов и услуг: VII Междунар. теплофиз. шк. - Тамбов, 2010. -С. 135 -137.

93. Отхман, Н.З. Повышение показателей метрологической надежности электронных измерительных средств / Н.З. Отхман // Аспекты ноосферной безопасности в приоритетных направлениях деятельности человека: материалы II Междунар. кластер, науч. - практ. конф. - Тамбов, 2011. - С. 86-87.

94. Отхман, Н.З. Метод повышения уровня метрологической надежности проектируемых электронных измерительных средств / Н.З. Отхман // Актуальные научные достижения, 27 июня - 05 июля 2011 г., Чехия. -2011 -С 54-56.

95. Отхман, Н.З. Оценка и повышение метрологического ресурса проектируемых электронных измерительных средств / Н.З. Отхман, В.И. Полухин // Актуальные проблемы нано - и микроэлектроники: Всерос. науч. шк. - Тамбов, 2011. - С. 220- 221.

96. Свидетельство № 2011610915 о регистрации программы для ЭВМ. Программа оценка и повышения метрологической надежности по критерию максимума метрологического ресурса / Чернышова Т.И., Отхман Н.З. (РФ); опубл. 24.01.2011

97. Свидетельство № 2011611057 о регистрации программы для ЭВМ. Программа оценка и повышения метрологической надежности по критерию требуемого метрологического ресурса / Чернышова Т.И., Отхман Н.З. (РФ); опубл. 31.01.2011

98. Отхман, Н.З. Математическое моделирование метрологических характеристик аналоговых измерительных средств / Н.З. Отхман // Вопросы современной науки и практики. - 2007. - № 1(7). - С. 197-200.

99. Чернышова, Т.И. Повышение метрологической надежности аналоговых блоков измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман, Л.И. Рожнова // Вестн. Тамб. гос. тех. ун-та. - 2009. - Т. 15, № 1. - С. 80-85.

100. Чернышова, Т.И. Повышение показателей метрологической надежности проектировании информационно - измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман, В.И. Полухин // Вестн. Тамб. гос. тех. ун-та.- 2011. -Т. 17, №2.-С. 365-370

101. Чернышова, Т.И. Повышение метрологической надежности информационных - измерительных систем / Т.И. Чернышова, Н.З. Отхман // Вопросы современной науки и практики. - 2011. - № 36. (Спец. выпуск). - С. 86-90.

102. Рубичев, А.Н. Измерительные информационные системы / А.Н. Рубичев. - М.: Дрофа, 2010. - 334 с.

103. Бейко, И.Н. Методы и алгоритмы решения задач оптимизации / И.Н. Бейко, Б.Н. Бублик, П.Н. Зинько. - Киев: Высш. шк., 1983. - 512 с.

104. Информационно - измерительная техника и электроника: учеб. для студентов вузов / Г.Г. Раннев [и др.]. - М.: Академия, 2006. - 512 с.

105. Васильев, Ф.П. Методы оптимизации / Ф.П. Васильев. - М.: Фактороил проесс 2002, 824с.

106. Пономарев, C.B. Методические рекомендации по формулированию научной новизны в автореферате диссертационной работы / С В. Пономарев. Е.С. Мищенко // Вестник Тамб. гос. техн. ун-та, 2011. - Т. 17, № 3. - С. 853-860.

107. Васильева, H.H. О долговременной стабильности метрологических характеристик измерительных информационных систем / H.H. Васильева, A.A. Пантелеев // Труды Ленинградского политехнического института им. М.И. Калинина. - 1975. - № 342. - С. 10-11

ЗАКЛЮЧЕНИЕ