автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.05, диссертация на тему:Методы и средства автоматической нормализации функций преобразования и коррекции температурных погрешностей тензорезисторных датчиков и нормирующих преобразователей

ПЕНЗЕНСКИЙ ^^ДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

гл ^_

На правах рукописи

ИСАКОВ Сергей Алексеевич

УДК 531.781

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЧЕСКОЙ НОРМАЛИЗАЦИИ ФУНКЦИЙ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ И КОРРЕКЦИИ ТЕМПЕРАТУРНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ТЕНЗОРЕЗИСТОРНЫХ ДАТЧИКОВ И НОРМИРУЮЩИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Специальность 05.11.05 — «Приборы и методы измерения электрических и магнитных величин»

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 1995

Работа выполнена в НИИФИ (г. Пенза)',

Научный руководитель — член-корреспонденг МА, кандидат технических наук, профессор В. А. Волков.

Официальные оппоненты: заслуженный деятель науки и техники РФ, академик МА, доктор технических наук, профессор Е. П. Осадчий; кандидат технических наук В. А. Блохкн.

Ведущая организация: НИИЭМП (г. Пенза).

диссертационного совета Д. 063.18.01 в Пензенском государственном техническом университете по адресу: 440017, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться б библиотеке ПГТУ.

Защита состоится «

1995 г. на заседании

Автореферат разослан «_

/¿С

199 ^Г

Ученый секретарь

диссертационного совета Д. 063.18 01 кандидат технических наук

10. М. Крысий

седая з^лсгериизка работы

-Актуальность' уабот.ч. Тсазорезпсторннй прзнцоп просбразова-у.::я находи? пнрокоз прэионзнпз при проектировании различных ти-яоз датчиков физическпк вегичзн (ФВ). Тонзорезпстбрные датчики (ТД) и пормпруп-Ез преобразователи (НП) явдяптся - неозъемдемшш составными частями систем измерения давления, ондн, деформации и ыногзх других ФВ. Хечзсттзо систем нзиорэшш, контроля и управления во многом определяется «е, тролеггч а с гси'Я характеристиками ТД х НП, образугащх гзнзорэзисторный преобразователь (ТП). Значительный ресурс совершенствования ТП закатается в автоматизации нормализации, функцяя преобразования (ФП) и коррекции температурных погрешностей ТД и ЯП. В связи с откаченным исследование е разработка новых кагодоз алгокагзческой'нормализация ФП н коррекция температурных погреяностеЗ ТД и 1Ш являются актуальная задачшт.

Актуальность диссертационно!! работи подтверждается тем, что она выполнялась ант орет в райках ряда Ш5Р я СКР, проводн-ш в НИШ! с 1985 по 1593 годы.

Цель работ» и задачи исследовался. Целью работы является совершенствование оксидагацкотих. характеристик- ТП путей разработка методов автетатэтескоЗ норгаллзацаи ФП И коррекции температурит погрешностей ТД и НП, ызтодап анализа в синтеза. Для достижения поставленной цела регастся следуггще основные задачи. ' - .

1. Аналлз достигнутого уровня характеристик XI и НП, определение требований к1 построению и дутой улучшения характеристик ТП.

2. Оцроделваие .общие прянцяпез нормализации ФП измерительного преобразователя (1Ш), исследование н совершенствование методов автоматической аор^ализацка ФП ТП.

3. Определение общах принципов коррекции дополнительных температурных погреаносгзй ТП а исследование методов коррекции при различных типовых вариантах алшшаих температур и юапора-турных характеристик ТД и НП. / .

4. Разработка методик и алгоритмов анализа и прооктирова-' нля ТП с автоматической нормализацией ФП и коррекцией тетперз-турных погрешностей .ТД и Ш.

5. "Разработка козах сгр^азур ИГс рззхкгадаеа методов автоматической порааиЕзащщ Ш г -Еорркп^ш тедпературацх погрешностей ТД е НП, практическая: ах шробшря 2 кооласоггшсо ватро-лагачеоках характзрлстши

"отодн ксодддондмпя базируются но классической уворпп ан-форггадаг, теорлк погрезносмй, .»еоряв рядов', творлс варсетнос-

гэй и математической стахнстшгз. стрзктурднх катодах ловыа&нил точности, чзелбшшх кэтодах рзсчстс с Ер^одаазез ЗКД.

Научная новизна

1. Дано яошггиа нормалдзацзи <Щ нзуерлтегьаого устройства (ИУ), как одаого из путей ах совераанствованпя, озрадеденн задачи и основана разновидности. На основа обобщенной структурной сх&чн длассифщцгроваяы схааа нораалазацци <Щ ТП по струк-' турнкм признакам. Разработана итерационный к усовершенствованный безитерацноавый катода нортзпзащд ФП ТЕ, позаолянахае од-яозршзвно. выполнить ворзагшзацаЕЗ дулаэого е парного порядков.

2. Теоратдческл обоснодан подход к горрашдш доаодштель-ннх температурннх погркояое'тей Ш о пспоаьзаьзЕнаа погаддехазо-го изазрання тешаратурн д дцухгзшааьаого преобразования основной а шшящзй ФВ. •

■ 3. На ооново нссдадоваша тйлдовой ыодэда доказана, что ааилучшиа коррбдяцйоанызд свяэдан ыааду состапляЕцзш допоа-шмельдой температурной погрезностг: ТД н дедоднатедыша тврыо-завиошаш сигналон обладает -¿штод вндагондд кв^ораадап о ткл— дературе непосредственно с таааачугсгвигодьЕкх здеаенгоз, Сопоставлены варианты построения даэтдгав тедпературд о нсподь-зовандеа величины ссхгроглдленля ддагсаадз штаддя гоотового четнрехпдечего ТД и качество .герзкягувсгЕЕтеяьпаго здгглздта.

4. Разработаны прддцош цоезрегзля ТП с коррекцией температурных погрешностей дсгсаз&трЕтесЕдм иетодои. Метод приманен ярд коррзкцня данашшх и недпаейвих температурных догргд-ноотей -ТД» при коррекшз "ташера^рнше погреаностей НП, прп одзозреаэиаой коррепццд тешаротураах погрешностей 12 Д ЕЛ. •

• 5. Разработана н ддрсбпроБана аэтодзда дрозжафоваяия "Ш с азтс^атдчесЕой аоршдпЕахшай ФИ н коррекцией ттапературнах

погрешностей,

Практическая пзчаость осскст а.гсгз, что пслученшп результаты иозтуг бить Еслользззгака :

- при прооэтарсвагпя Ш с. автсг'атэтйсзгпу впборс-.? диапазона праобразовакся, ав?с«а?.т?еекоЗ баллкскрсгкоГ, катального- выходного уровня а рзгулнрсвкэй вэзффзддента преобразования пород измеренном, регударогкоЗ гоз^^цпгзта преобразования в , процессе взкэрзнга,. позволяет олзлать-Ш удобщядк в экс-ядуатадзн ; .

- дда прсоЕтгроззягя ТП е корреЕдзеЙ различных типов до-полязт&еьннх гкшзрагурнкх погрыз ссто.Ч, что ноззоляет улучшить натралоппесзЕЭ гарэкторпстша. III з условиях ЗКСПЛуаТВ-ИЗЗ.

Раадззвцяя розуяьтатоп работ». "Дассгсвтесаонная работа являлась составной -частью прсграй-ц пзучнс-ааслэдовзтгдьскнх работ» вваазнявшх ео зггазу Генеральных коявтдектороз ракотяо-косаетесзой тохнлжн при' участка азтора п НИИ- фяэнчестах пзке-регшй г. Пенза по гс^шг "Урсззга Б-30" (Рег. й 801-3704), "Задел" (Рат. & 1007-С501), "Изагрсзнэ" (Рог. ¿5 1007-3901). Ознозныэ результата и впеодц дассертадиогшой работа, методики проектирования ТП с. езтсаакггвсяоа аорзлззашеЗ ФП и коррэк-циаЗ гсапвргтуранх пагрегностой ХД з ЯП ясяодьзонаны в раз- • -рпбстках* внюшяганх НИИ фагзчестжх явкзрбяяй а ряда НИР. к СК? с утастзет азтсрз,- в тем чнеяэ з собразцах 1Ш : Ит 5510-^Г", яТадзор-35а, ,!Геязор-42"» "Блох электроняхн".

Дщюбаазя работа- Основншз Р'ззу.тьтг-сги работы была дологе-зи п ебсугденн та Всесоюзной научно-заянтазской конференции . "Методы и средства иаизреляя.иехеннчесгак параметров в системах контроля з упраздняя" (г. Псаза, 198Э г.). Всесоюзной кшфорэнцаз ?Цпкзозло1сронпка а иззяноогрсення" (г.'Ульяновск, -18-39 г.), Всовоязной Езучно-техвачеокой яокфоренциа "Метода и сродства тввгематрзз я ах щшмзнэнш в народном хозяйства" (г. Свердловск» 1239 г,)'Г Ш научно-сехническсм сомк-яарз иСбЕсор-39" (г, ЗгЪтлрбДе ШЭ -р.), оелгшаргх

"Катода я средства игазрензя дароизтроз в езеувдэх даягроля я управления" (г. Пенза, 1390 г. п 1331 г.), П и □ Вссаояз-зшх совео^нзя^ молодых утошк я сдсщг-ляетоз "Датчики п яре— обрэззвателз информации систем кзасраязя, контроля н управ-

лекия" - (г. Гурзуф, 1990 г, а 1991 г.).

Публикации. По материалам диссертацвн опубликовано 27 почетных работ, ¡в том числе семь авторских свидетельств на кзобре— тения и патент.

Структура и объем диссертации. ".Цдссертациониая работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы, пяти приложений и содераит 153 страницы основного текста, 27 страниц таблиц и 70 страниц рисунков.

СОДЕРЕАНИЕ РАБ01Ы.

■ Во введении обоснована актуальность теыы, сформулировали даль и основные задачи, репаомне в дгсссртацаонной работе.

В первой главе рассмотрены вопроса, раскрыващие требования к ТП к его структурный алеиентам.

Оценка элементов по степени подверженности юс влеящпы факторам (ВФ) позволила разнести их по группаа. В первую входят входной преобразователь, проездуточные преобразователи, параметрический преобразователь, которые расположены в зоне действия ВФ. Во вторую входит кабель связи. В тратыэ - измерительная цепь (ИЦ) и ус2литбльно-ир8образовательноэ устройство. Элааенты пер- . вой и второй групп находятся в аесгкнх эксплуатационных условиях, следовательно, в нны предъявляются наиболее высокие требования. Элементы третьей грушш находятся в ыеаее жестких эксплуатационных условиях, следовательно, требования к ш виге. ■ Элементы третьей грушш обладает шарбкшза фуыкцаоыадышил воз-ысиностяаи. Поэтоцу средствам злектрошоЗ техники, относящаяся к третьей группе» наиболее просто в эффективно когно осуаест-вить регулировку параметров ТП, в таз числа и параметров ФП ТД. . • ,

Анализ характеристик наиболее распространенных груш ТД показал, что величина основной погршности для различных груш ТД находится в пределах от I % до Ю %. Величина дополнительной температурной погрешности ш^адлопленочшх ТД соответствует уро-г~ш 0,5>/ПЗ°С, а для полупроводниковых ТД достигает 2,55=/10°С.

Анализ характеристик Ш показал, чго величина основной погршности находятся в пределах от 0,5 % до 3 %, а величина дополнительной тшпературной пагреаностя находится на уровне 2 -3 %. В условиях лреццзЕонлш: изггерешгй достигнутый уровень ко

л

о

соответствует п&рспоктивдтлз трзбовангям.

Наиболее часто структура ТП строятся по принцип? линейной }Щ.-'В условиях рагулпрозашш начального выгодного уровня п коэффициента преобразования лилейной Щ особое шшгзнна следует удалять определенна места воздействия адллтнвной погрешности по входу или по' гнходу звзаа с регулируемым коэфФ:щ.:ен?сл преобразования. В первом случае изменение коэффициента преобразования приводит-к изуенеашэ аддитивной погреоности на виходе звена. Для_целей коррекции томпературшг погресноотой наиболее приемлем метод двухкавального праобразования основной ФЪ н ВФ.

Во второй...главе использовано понятно нормализации для описания одорацал лр:пзодения реальной ФП НУ к поширу&моцу виду ; разработакц общш принцшн и пссггаэланя задачи нормализации ; . выполнена классификация видов нормализации Ш 10 ; разработаны способы иорш ли задал ; разработана когодк и схетк.'нормализации ФП ТП ; проддозенц дво оЗосцеянц-э структурпно схеун нормализация ФП ТП п соотвзтствуадно им ФП, о пемодао которгпс систематизированы частица схоаи пор^алагецап ФП ТП, иг ФП» вцрагзния для норка лизунцах воздействий (НВ) ; разработаны итерационный метод акгогдатпчоскоЗ норкалзшщиа «I ТП, который реализован в устройствах с азгсупразлонпс!-' н дрфровой обработкой, и усоввршен-стваваннкй ббзитераддоннкй катод азтсуатпческой нормализации ФП ТП с компенсацией входа ого смещения. -

Нормализация ФП ИУ определена как операция регулирования ФП ИУ, заключающаяся з правэдэняя реальной ФП к нормируемому виду, определяемому номинально!! ФП. и пергаруеглши псгрезностя-№1. Общей задачей корглалязацдп ФП ЙУ следует считать приведение входного сигнала устройства к унифзцирогзшому виду. К частным задачам нормализация ФД ИУ сладе? откссгг задачи выбора диапазона преобразования, регулировка начальных параметров ФП, коррекция доаолнитедьнкг ?ежора?урш«х ЕОЕрсшозтбй. Принцип нормализация закликается в гнхоянвнип соответствия мелду ■ параиетрани ¿^реальной ФП и лар?лзтрша ¿¿¿н номинальной ФП о гочностьэ до вормируе«их волтгпн погрешностей этих параметров /л/. В качестве способов- прозедешш; воруглязоцдп ФП ИУ ярэдис&еш два варшвтз. Первый дая яоряэяизадап ФП всей ИЦ предусматривает нормализация <Ш каждого злечзшарного прзеб-разователя. В этом случае исключается потерг ан^^ркацип пря

прохождении сигнала ео всэ£ 1Щ. Вго'роЗ подразуисваэт нормализацию ©П еоой ИЦ о -поысзьо рлулгрсБок в сдасагзвзне. Последний вариант нал Осла о прост н позволяет сод? тать высокую точ-.ность установка параметров ФП ИУ. .

Классификация еедоз нешалдзацди исходе? ез сладу п$а-го. По времени проведения в процесса жизни ИУ нормализация ыо-кет быть выполнена во Ерззд настройки, в процессе эксплуатации, во ареал периодической поверка. По иоаенту проведения в процессе экоплуатаища - перед нзиорениоа и в процессе нзыерешш.-" По линейнооти нормализуемой характеристике нормализация на-от быть подразделена на линейную.к нелинейную. По степени параметра при регулируемой коэффициенте в ФП ~ ка нсрмализацав нулвао-го порядка, первого порядка и высшего порядка. По-степени охвата нормализацааЕ - на локальную одного звена, локальную нескольких звеньев и общую всей цши. По количеству звеньев, в которых проводится нормализация всей цепи - на нормализации в одноы звене, в двух - трех звеньях и в каждом звене. По положению звеньев для нормализации ФП' устройства в линейнои тракте преобразования - в начальна! звене, в коночное, х-'егду начальный и кснеянш звеньякн. По степени автоыатнзащш - на ручную, автоматизированную и аагоматическуп. По ыэтоду выделения информации о величине отклонения реальной ФП от всш-надьной - на нормализацию с использованием образцового зли тестового сигнала, с использозаниеа обратного преобразования, с использованием прямого преобразования ВН.

Вопросы нормализации ФП И рассмотрена применительно к аналоговой части ТП, включащей источник питания (И), ТД в НП. Нормализацая и ожег подвергаться ФП ТД 1-J т"й ff) % ФП НП У -J мл if) и ФП. ТП У - j~vn (f) . При нориаяазацдз ФП ТП нормализующее воздействие ыгазт прикладываться к И, ТД и НП. Наибольшие перспективы имеют. иетодн нормалЕзацаа ФП ТП, • э которых НВ приложено к НП. .,;„/

Автором преддо&енн два варианта обобщенных схеа нормализации ФП ТП, которые отражают все структурные ззозыоааости взаимодействия -основных звеньев ТП и блоков нотшалззу щих устройств (НУ) (рас. I). Под НУ понгиается устройство, вносящее НВ в ФД Ш. Представлены ФП обобщенных структурных схем нормализации, дозволяадае аналитически отразить возмсааость . введения в ФП ТП НВ. Состояние обобщенных структурных exes*

н их ФП формализовано в шдэ шеетиразрядного кода. Аданпда в определенной позацаи хода означает наличие определенного НУ, о нудь-- его отсутствие* Из обобщенных структурам схем норуэлд-залдв синтезированы частные схемы нормализации ФП ТЦ, ФД и вэ-личины нулевого и первого порядков которах онстеизтЕггроганы в соответствии с их кодами состояния. Синтезарованы н систематизированы схемы нормализации нулевого и первого порядков с приложением НВ по входу в выходу блоков ,ТД а Ш. -

Автором предложены два оригинальшх метода автоматической нормализации ФП ТП : итерационный и безитерацнодныа усовершенствованный. Итерацаонный метод заключается в выполнении повто-рящихся операций регулировки коэффацаанта преобразования н начального выходного уровня. Действия над Ш описываются в виде системы нелинейных уравнений с двумя неазвестнзш нерезвнннад. Решение системы найдено в виде отеленного ряда типа L- X ,

I i чг

где L - суша ряда, определяющая коз$фхциеат преобразоваавя ИУ в I -ы итерационном цшсае ; В - паралэтр рада % J - номер конечного итерационного щш'.- Итераааонанй «етод рэалазодан ' в структурах с автоуправдездса е. nssponot сбрдбагсай. В бзз-итерадаонноа метода устраняется лрзгшаа итерационное та* цутш конденсации смещения да входе звена о рарударушш козЗФшщ-ентоа преобразовандя. БэаатерацазашЗ »ьтод дозаоддет регулж-ровать коэффициент преобразования Ш во эдша всздэНствая низкочастотного измеряемого процесса. Базхтарадаонннй штод ре» ализован в структуре с авто упраЕГсааеа.

В третьей главе разработана общие принципа построения !Ш с коррекцией температурных погрешностей ; разработана а нсс-ледованы методы выделения информация о тшперащш» ьоздэйет-зущей на ТД и НП ; исследованы таоретжческаа основа коррекции температурных погрешностей НП логшетраческди штодоа ; предложены новые структуры ТП, жспольг?щне догоиетрачвсгай метод для коррекции линейных тшаературкых погрегнастэй XS а HQ, температурных погрешностей ТД ж НП, находшзхся в разляч-тегшературных условиях, недидейаш: тшдературанг погрешностей ТД.,

Общий подход к решении задачи доррекцвз текдаратурных погрешностей определен духан дафоркадиондого ададнза. Показано, что исключить информацию о твядерагуре £ выходная esraa—

лз ТП йояно за счет использования информационной азбытзчностк, гозникаадеЗ в'результате дополнительного независимого измерения температуры.

Показано,- что дополнительное измерение температура возможно с позсщьо датчика температуры, конструктивно расположенного з составе ТД нлп с помощь*) датчика температуря, ИЛ которого сформирована на элементах, восприянкащкх нзмеряемув ФБ..С ао-аоаью тепловой модели доказано, что лучами корреляционными связями ыеяду температурными погрешностями в основном измеряемом сигнале и дополнительны» теыяературозавис'лмкы сигналом обладает структура, в которой измеряемую <{>В и температуру воспринимают одни и те хе элементы - тензорезисторн. Разработаны к сопоставлены ыаошныи методом ряд схемных реэеиий датчиков температуры, з которых-элементом, восприняла каиы температуру, является сопротивление диагонали питания четырехдлечего мостового ТД.

Разработана оригинальная обобщенная структурная схема ТП (рис. 2), возводящая логометрнческиы методе»! корректировать аделтхшше а иультиядняагавяыа температурные погрешности ТД н ЯП. Схема имеет ФП

где Р - измеряемая ФЗ ; - коэффициент преобразования ТД ; Кзд - Еоэйфлядснт преобразования НП выражения, .

отрааащяе мультипликативные температурные погрешности ТД и НП заражения, отрахащие аддитивные температур-

ила погрешности. ТЛ и ЕЛ ; ¿,/с,), - выражения, отраяапцие

тачперзтурша зависимости» снимаемые с датчиков температуры ;

С - назфЬяяаент ; I/ — постоянное смещение. Выражения ¿-¿/¿г).^-'^). в общ» случае могут быть

описаны полнвоаамн степени К :о=с.^0т ,

где I е { /. 2} . . ' , •

Условия коррекции в обаем виде записывается Предложена яяассийикапая разновидностей реализации лого-метрического ыетода корренпги для различных тияов температурных погрешностей ТП. •

„ Разработаны ¡¡оные структурные, схо/ы ТП, штокакетде из обобщенной структурной схемы, отраяащзе возможность применения логометряческого метода для коррекции дннешшх сосгавляпдих аддитивной и мультипликативной тсгшоратуршсс погрешностей ТЛ г. НИ, нслииейних составляющих назвашшх'погреаностей с использованием их линейной аппроксимации, а также для одновременной коррекции температурных погрешностей ТД a lili, находящихся в различных температурных условиях. Выполнена систематизация ФП разработанных 'структурных схем, описаний параметров ФП я условий коррекции.

.И четвертой глава рассмотрены вопросы практической разработки и экспериментальных исследований ТП с автоматической нормализацией '1'П и коррекцией температурных погрезнсг.тей.

Решены следу идие задачи : экспериментально подтверждены 'принципы нормализации ФП .ТП,1 принципы коррекции температурных погрешностей и .отработаны методики настройки корректирующих'цепей.

Разработаны ТП с автоматической регулировкой коэффициента преобразования и начального выходного уровня, в которых использованы предлоаешше автором методы нормализации 4>П ТП.'Экспериментально подтверждена возможность коррекции коэффициента преобразования а начального выходного уровня с погрешностью 0,05 В НП "Вт 5510-УТ" использованы принципы нормализации уП ТП для регулировки начального выходного уровня.

Разработаны БП "Тензйр-адв, "Гензор-4Л" и "Блок электроники", а которых использованы, результаты .теоретических исследований по коррекции дополнительных температурных погрешностей ТП.

НП "Тонзор-ЗЛ" с высокой эффективноетыэ корректирует ад-датнвнув и гаультипликативнуо составляющие температурных погрешностей ТД тша ДДВ-002 в диапазоне - 196 °С; + 50 °С и НП в диапазоне - 50 °С; + 65 °С. Основные метрологические характеристики преобразователя "Тензор-ЗЛ" следующие : основная погрешность преобразования - 0,1 % ; дополнительная температурная погрешность от дрейфа характеристик ТД - I % при допустимом исходном уровне корректируемых температурных погрешностей ТД до 100 %. НП "Тензор-41" является четырехканальным аналогом НП "Тензор-ЗЛ".

Ш ."Елок электроники" корректаруе? Еедднеиные составляЕдио температурной яограаности.ТД. Величина допрлнягельной температурной погрешности 6? дрейфа те-мпара^уркш; характеристик датчика составила 0,5 i.

Апробированы ыетодакд автоаатгзгроваяной яаотройкг-схей"с коррокцной температурных погрешностей с доаодьо 1Ш:л ДВК - ЗУ.

результаты экспериментальных исследований подтвердили пра-Еильность^теоретичоских .шкяадок разработанных методов автомати-ч ос кой 'нормализации ФП и коррекции температурных погрешностей Til.

В нрилоаониях приведены материалы, относящиеся к внедрению результатов работы, методика проектирования ТП с автоматической коррекцией температурных погрешностей, программы для автоматизированной настройки температурных характеристик ТД и НП с помощью НП "Тензор-ЗЛ" а "Блок электроники", а такде фотографии эле ктраческах принципиальных схем и общий вид опытных образцов названных преобразователей, внеаний вид НП "Вт ■55Iü-3,T", "Теа-г

30р-4я".

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТУ И ВЫВОДЫ

1. Проведена оценка уровня развития ТД и НИ. Теоретически доказана необходимость в еозусеность совершенствования их эксплуатационных характеристик схеынкми методами.

2. Дано понятно нормализации ФП Ш, определены 'ее задачи

и основные разновидности. Понятие нормализации позволило решить разнохарактерные задачи : выбор диапазона преобразования, коррекцию начального выходного уровня и коэффициента^преобразования, коррекции дополнительных температурных ногрепностей с единых позиций. Разработана общая, структурная схеиа нормализации ФП ТП. Исследованы и классифицированы по.структурным признакам частные cxevu нормализации &П ТП.

3. Разработаны итерационный и усоварццшетвопэшшй безите-рационный методы автоматической нормализации СП ТП, позволять ¡дио осуществить одновременную нормализации ^П ТП нулевого и первого порядков.

4. Теоретически обоснован новый подход к коррекции дополнительных температурных погрешностей ТП с использованием независимого измерения влияющей температуры и двухканальной структуры преобразования основной и влияющей ЙЗ.

14

5. На основе исследования тепловой модели доказано, что наилучшими корреляционными саяздаа ¡¿езду созтавлящлми дополнительной температурной погрешности ТД и дополнительный териозавпси-у.цч сигналоу обладает метод выделения информации о температуре непосредственно с тензочувствителышх элементов. Сопоставлеин варианты построения датчиков температура, в которых роль термочувствительного элемента играет сопротивление диагонали питания чотырезплечего ГД. Определены лучэие варианты построения датчиков температуры, которые позволяет теоретически снизить аддитивную составлящую температурной погреиности в 3 - 4 раза, а «у-льтнпликативнуо составллкцуи в 5 - 30 раз.

6. Разработаны принципы построения ТП с коррекцией температурных погрешностей логоыетрическим кетодом. Метод применен при коррекции линейных и нелинейных температурных погрешностей ТД, при коррекции температурных погрешностей НП и при одновременной коррекции температурных погрешностей ТД н Ш.

7. Разработана методика проектирования ТП с заданными свойствами. В методике воплощены результаты теоретических исследований. Методика била апробирована при проектировании ряда устройств с автоматической нормализацией ФП ТП и хсоррекцпей температурных погрешностей.

Разработанные устройства заидаены патентом и семью азтор-екгиз свидетельства'да на изобретения, а также внедрены а ряде НИР а ОКР.

8. Теоретическая разработка и практическое моделирование схем ТП с автоматической нормализацией ФП показало, что современная элементная база позволяет корректировать коэффициент ппзобразования и начальный выходной уровень ТП с погрешностью

/ 0,05 %.

9. Правильность теоретических выкладок о возможности коррекция дополнительных температурных погрешностей ТП логоыет-пзческиы методоа подтверждена при практической разработке и экспериментальных исследованиях НП "Тензор-ЗЛ" и "Блок элек-троаЕЕи". Отработаны методики настройки преобразователей с использованием наганного метода усреднения аппроксимирующих температурных зависимостей по методу наименьших квадратов на ЭБМ. С использованием НП "Тензор-ЗД" с коррекцией линейных

15

составлшвдх «свассрезгураой вограшозти "Д д.ос*игЕу-?о ешшчвнз согреаности 4*10"^ f/ °С, с цвЕсдьзэвэдшей ЕЛ "Едок электронная* о коррекцией в&аинс&иа- состаЕяяпзпх температуркой погрешности ТД иолучона яогрегноохь I,2*I0~° %f °С. Пса керраяцпи vo-ыдературшя погрегшостоИ са-^кх Kit дастягнута еэгрезшаегь 4,3*10™^ %/ °С. йсходнка уеупорзтурнле пагрз-зностЕ баял cissss-üü в 10 - 20 раз. ■■ '

Осиовноо содоваакяо работа отражено в слгяу'х-ал: публикациях :

1. A.c. 165292-1 СССР. Устройство коррекция тсапературноЁ пог-рсгностп измерительного просбразоватолд/ С.А.Спиридонов, В.В.Пащеияо, В.ПЛаланяз, В.А.Фяльчшк>а, C.A.lIcauos. - . Опубл. в Б.К., IS9I, 5 20.

2. A.c. 1070376 СССР. Тоызометричвоаоэ-устройство с'автекати-чесюш регулирование коэффив^ента преобразования/ В.А.Фе- . лвчяков, Н.Т.Гузнеяков, М.И.Сеш'.цып, С.А.Исаков. - Опубл.

в Б.П., 19Э1, Ь- 30. • ' • .

3. A.c. 1753414 СССР. Теазометричосхсо устройство/ В.В.Елщен-ко, В.П.Маладян, В.А.Фндьчшюв, С.А.Исаков. ~ Одубл. б Е.К., 1922, & 32.

4. A.c. 1763357 СССР. Тензоь'стри* псвоз устройство/ С.А."еекоз, В.А.Фаеь^ш'.ов, В.В.Вашгихо» В.Д.Ыадажш. -'Овубд. в Б.И., IS22, 1S 35.

5. A.c. I77S5&S СССР. - Тензомвхрггеоокоа устройство/ В.В.Нзаюн-ко, В.П.Цахак5г, В.А»чгааьчвкоз, С.А.йоазоз., - Опубл. в Б.И., 1992, Ü 32.

6. A.c.*I793I99 СССР. Теязоиетря^аскоо устройство/ В.А.Фядьчп-ков, Н.Т.Еузнешссш, С.А.Исаков, М.И.Секщнн. - Опубл. в Б.И., 1993, 15.

7. A.c. 1796889 СССР; Тензометрическое,устройство/ 'С.А.Исаков, В.В.Пащенко, В.А.Мальчиков, В.З.Зайцев, В.П.Ь5аланин. - . Опубл. в Б.И., 1933, '& 7.

8. Патент I827QT3 Россия. Тензометрическое устройство/ Q.А.Исаков, В.А.Фйдьчяков, В.В.Пащенко, В.Д.Ыалапян. - Опубл. в Б.И., .1993, ^25.

9. Фильчиков B.A., Гузненков Н.Т., Исаков С.А., Синяцын М.К. Многоканальное тензометрическое устройство с автоматическим регулированием параметров функции преобразования/

IS

Прзборц а спстс-'п упраялеика. - 12Г0. - 3 Ю- - С.Со-57.

10. йсакоэ С.А. Лт:тс;зг,:зос:с2л косредпл аогр-згнсстеЗ а топпо-цотрячссгоа устройствах/ Ерзбори и скатга ¿'пратагляд. -1291. - й 3. - С.оЗ-сЗ.

11. Фальтаксв Б.Л., Исавдз С.А. г-отод оэтсгяггтвсйоЗ ксгяхоаса-цзи спстеьийзчесЕпг нсгре=пост«!3 дяне£яа£ ззуорятелькой цепи : Ыэгвуз. сб. "Обработка анфоруацаи з сгстеиах упрзв-язнзя". -Рязань : Р?ТЙ, 1559. - С.33-97. ■

12. Фнльчшсов В.А., .'¿алаияа В.П., Егленко Б.В., Исаков- С.А.» Спиридонов С.А. Коррекция погрешностей' эысскоте«перагур:иа тензодатчаков' автодела обработка сигналов. - Научнс-'гехн. сб.: Совераенстзогаинв датчиков фазнчесхах Эвлячин. Метода я средства преобрззозания сигналов. ~ Сер.Бнп. 2. -ШТИ "Поиск", 1990. - С. 15-19.

13. Мокрсв Е.А., Исакоа С.А. 'Метод кскпоксащн свстематичесгах погрешностей линейной ззиорятелыюа цепи. Каучнс-техн. сб.: "Соввртоасгаосаано датчиков физпчосках вэлачнн. Нет.одц 2 сродства преобразования сигналов". - Сор. 71. - Вш. 2 ЦШ аП02С2и, 1Э90. - С.20-25.

14. Исаков С.А. Преобразователь с алтсиатгггэсшп! иормпрозааяе;« фтнкцдп преобразования. Ыезвуз. сб. науч. тр.: "датчика сзстегл измерения, контроля и управления".' - Пенза: Пзнз. политохн. зд-т, 1990. - Вин. 10. - С.115-119.

15. Фздьчаков В.А., Т^заенпоз Н.Т., Исаков С.А., Сшшццн М.Н. Азтсуатлчесгоа р-згулзрованде пзредатсчвой характеристики теязоыегричесного прзсбразопателя. Уезвуз. об. науч. тр.: Цифровая знформцаснно-ззгзврптольная. техника. - Пенза: Понз, полатозн. пл-г, 1990. -Вкл. 19. - С. 108-114.

15. Мальчиков В.А., Г^зненков Н.Т., Исаков С.А. Преобразователь параметров постовых датчиков. - Тез. докл. Всесоэз. пснф. "ГЛатодн а средства измерения механических парапет-роз а системах контроля а управления. Пенза, 1989. -С.1П-П2.

17. Исаков С.А. Цифровое устройство для измерения быстропере-изннсго давления: Тез. докл. Всесоюз. научно-техн. конф. "Методы а средства измерения механических параметров в си™ стелах контроля п управления". - Пенза, 1989. - С. 140.

(

Iü. Исаков С.А. Исследованно алгоритмов к средств автоматического выбора диапазона тонзачетрэтеского преобразователя. -Тог. докл. X Вс'Ьооюз. конф. "Методы к средства тензометрии и их применение в пародис« хозяйстве". - Свердловск, 1989.

C.177-I7U» . "_____• ____________" ----------"".......

19. Исаков С-.А. Способ автоматической компенсации систематических погрешностей тецзокетрнчоского преобразователя/ Электронные Ьзтчеки: Догу;, да il¡ научно-техк. семинаре "Сенсор-о9к. - Зкгород, IDO2.

20. Покров К.А., Исаков С.А., Синиикн Ы.Л. Проектирование средств автоматической коррекция зункцпг преобразования измерительных устройств. - Тез. докл. П Воесовз. конф. - Гурзуф, 1990, С.32.

21. йильчикоБ В.А., Зайцев В.О., Исаков С.А. Коррекция темпера-турпой ^погрешности те изометрических датчиков: Тез. докл.

Ii Бсесош. совещания ученых и специалистов "Датчике а прес-оразоаатели информации систем измерения, контроля и управления". - Гурзуф, 1000. - C.I37.

22. .Исаков С.А. Коррекция температурных погревяоетой вторичного измерительного преобразователя логоыетричесяпм методом : Тез. докл. Ш Всесош. сове;цашщ ученых в специалистов с участием зарубежных ученых "Датчики н преобразователи информации систем измерения» контроля и управления". - Гурзуф, 1991. - С.131.

23. Исаков С.А. Коррекция погрепностей тензопреобразователя в условиях различного температурного воздействия на датчик и норыирувдий преобразователь : Тез. докл. Ш Всесота. совещания молодых ученых специалистов с участие;.! зарубежных ученых "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления". - Гурзуф, 1991. - С.74.

24. Мельников В.А., Исаков С.А. Тензометрическое устройство

о цифровым управлением функции преобразования. - Тез.. докл. Всесоюз. конф. "¿микроэлектроника в масиностроении". -Ульяновск, 1989. - С.52-53.'

25. Фильчиков В.А., Исаков С.А. Анализ функции преооразования тензоыетрического устройства с регулируемым коэффициентом преобразования и начальный уровнем. - Тез. докл. зонального семинара "Методы и средства измерения механических параметров в"системах контроля и управления". - Пенза,

18