автореферат диссертации по авиационной и ракетно-космической технике, 05.07.03, диссертация на тему:Методы и средства построения эффективных измерительных информационных систем для исследования прочности конструкций летательных аппаратов

ЦЕНТРАЛЬНЫЙ АЭРОГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ имени профессора Н.Е.Жуковского

На правах рукописи

УДК 629.7.053.087.4

ШЕВЧУК Вячеслав Васильевич

МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ПОСТРОЕНИЯ ЭФФЕКТИВНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЧНОСТИ КОНСТРУКЦИЙ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Специальность 05.07.03 - Прочность и тепловые режимы летательных аппаратов

Автореферат диссертации па соискание ученой доктора технических наук

Жуковский 2002

Работа выполнена в Центральном аэрогидродинамическом институте имени профессора Н.Е.Жуковского (ЦАГИ).

Официальные оппоненты:

1. доктор технических наук, профессор

2. доктор технических наук, профессор

3. доктор технических наук, с.н.с.

Ведущая организация: Экспериментальный машиностроительный з-д им. В.М.Мясищева

Защита состоится " 14 " мая 2002 г. в 14.30 часов на заседании диссертационного совета Д 403.004.01 при Центральном аэродинамическом институте им. Н.Е.Жуковского по адресу г. Жуковский Московской области, ул. Жуковского, 1, конференцзал инженерного корпуса.

С диссертацией можно ознакомиться . в научной библиотеке Центрального аэрогидродинамического института.

Автореферат разослан " 28 *' марта_2002 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Г.И.Нестеренко А.С.Моисеенко А.А.Дунаев

^ В.М.Чижов

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы н постановка задачи. Современный летательный аппарат (ЛА) имеет чрезвычайно сложную конструкцию, которая при минимальном весе должна обладать необходимой прочностью при большом разнообразии характерных для него эксплуатационных режимов. Приходится проводить специфические экспериментальные исследования в широком диапазоне воздействий в большом числе точек конструкции. Сейчас такие исследования невозможны без использования автоматизированных систем управления экспериментом,, измерительных информационных систем (ИИС) и мощной вычислительной техники (ВТ). Экспериментальные исследования прочности ЛА - завершающий этап испытаний на статическую прочность и выносливость. Цель испытаний - получение действительных данных о напряженно-деформированном состоянии (НДС) и фактической прочности конструкции. Испытания сводятся к заданию воздействий (нагрузок) и анализу НДС. Объем и достоверность информации о состоянии конструкции, а, следовательно, и надежность окончательного суждения о прочности летательного аппарата, во многом определяются степенью совершенства и эффективностью используемых ИИС.

Наиболее распространенным и универсальным видом измерений при исследованиях конструкций летательных аппаратов и большого ряда других объектов науки и техники является электротензометрия, позволяющая измерять множество неэлектрических величин: перемещения, деформации, механические напряжения, силы, моменты сил, ускорения, давления, температуры, тепловые потоки и др. Массовое использование тензорезисторов обусловлено целым рядом известных существенных их достоинств. Положительные качества именно тензорезисторов обуславливают их широкое применение в качестве первичного измерительного преобразователя {датчика).

Однако при создании вторичного измерительного оборудования (измерительные преобразователи, тензометрическая аппаратура (ТА), приборы, системы и комплексы) приходится сталкиваться со специфическим набором сложных, труднорешаемых проблем. Из-за малости относительного диапазона рабочих приращений сопротивлений тензорезисторов (1...0,1%) даже при сравнительно невысокой требуемой точности получения результатов относительно диапазона приращений сопротивлений (погрешности порядка 1...0,1%), абсолютная требуемая точность выполнения всего измерительного процесса (включая элементы измерительного оборудования) оказывается весьма высокой ( 0,01...0,0001% ).

Положение усугубляет наличие при измерениях целого ряда характерных мешающих факторов: электромагнитные наводки, сопротивления соединительных линий и их вариации (при теплопрочностных испытаниях), утечки токов измерительных цепей, термо-э.д.с., температура и др. Кроме того, растут энергоемкость испытательных установок и размеры испытуемых конструкций, расширяются диапазоны исследований, усложняются программы испытаний.

Особое место среди мешающих факторов в реальных условиях прочностного эксперимента занимают электромагнитные помехи (наводки). Приходится оперировать с очень малыми полезными сигналами на фоне промышленных помех высокого уровня. Мероприятия по изоляции источников этих помех уже исчерпаны или невозможны; экранирование измерительных цепей, хотя и дает эффект, в ряде случаев - не достаточный; увеличение отношения сигнал/шум увеличением тока тегоорезистора ограничено погрешностями от его перегрева, и также практически исчерпано.

С точки зрения влияния сопротивлений входных соединительных линий и утечек в измерительных цепях электротензометрия охватывает проблемы измерения как малых, так и больших сопротивлений. Реактивности длинных измерительных линий ограничивают быстродействие измерений и практически определяют его. Разветвленная многоступенчатая коммутация датчиков и большая протяженность измерительных линий усугубляют проблемы.

ИИС прочностного эксперимента должны обеспечивать получение, сбор, обработку и представление цифровой измерительной информации с различных датчиков. Основные измеряемые величины: деформация, перемещение, усилие, давление, температура, тепловой поток. Основные типы датчиков-, одиночный тензорезистор, тензорезисторный мост и полумост, термометр сопротивления. Основные особенности', массовость, разбросанность и удаленность точек измерения, высокий уровень помех, нестационарность нагружения, динамичная картина деформированного состояния конструкций (при текучести и разрушении).

Характеристики ИИС и ТА весьма специфичны', общее число точек измерения, типы датчиков, допустимая удаленность датчиков, быстродействие, общее время опроса всех точек измерения, погрешность измерения, диапазон измерения, разрешающая способность, время прогрева, объем оборудования; " наличие входного коммутатора и его тип, число точек измерения на один коммутатор, число независимых каналов измерения, число точек измерения на один измерительный канал, тип используемой ВТ, тип входного измерительного преобразователя, число единиц шкалы, степень помехоустойчивости, ток питания датчика, размеры (габариты), вес (масса).

Степень совершенства и эффективности современных прочностных ИИС почти полностью определяется основной совокупностью показателей:

ТОЧНОСТЬ - БЫСТРОДЕЙСТВИЕ - ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ, естественная принципиальная противоречивость которых определяет сложность решаемой научно-технической проблемы.

Несмотря на множество отечественных и зарубежных ИИС, по совокупности этих характеристик они не удовлетворяли требованиям прочностного эксперимента ЛА.

Поэтому создание эффективных ИИС для работы в тяжелых условиях исследований конструкций ЛА на прочность является весьма актуальной задачей, имеющей важное научное и народно-хозяйственное значение.

Характеристики ИИС определяются методами и средствами их построения. Главными . являются: 1) используемый способ измерения, 2) измерительные преобразователи сигналов датчиков, 3) структурно-функциональное построение, 4) метрологическое обеспечение. Комплексному рассмотрению именно этой совокупности и посвящена настоящая работа.

Цель работы: Разработка и исследование методов и средств построения эффективных ИИС и ТА для экспериментальных исследований прочности конструкций ЛА; создание на их основе и введение в эксплуатацию новых типов ИИС и ТА с высокими совокупными характеристиками, отвечающими современным и перспективным требованиям прочностного эксперимента.

Основные задачи исследования; Разработка способа измерения, способного при высоком быстродействии обеспечить высокую точность и помехоустойчивость при аддитивных помехах прочностного эксперимента и оптимизация его характерных вариантов: максимальное быстродействие, минимальные энергетические затраты, максимальное помехоподавление, интегрирующие принципы измерения. Техническая реализация способа. Разработка высокоточных быстродействующих преобразователей приращения сопротивления удаленных тензорезисторных датчиков в напряжение. Структурно-функциональное построение ИИС. Разработка образцовых и методических средств. Создание и введение в эксплуатацию новых ИИС и ТА.

Научная новизна:

• Создан, исследован и реализован новый быстродействующий способ измерения, эффективно подавляющий аддитивные помехи с характерными его вариантами: минимальное время измерения, минимальные энергозатраты, синтез частотной характеристикой подавления, интегрирующий вариант, температурная автокомпенсация тензорезисторных датчиков.

• Предложены и реализованы новые быстродействующие прецизионные преобразователи приращения сопротивления в напряжение для удаленных одиночных и полумостовых тензорезисторных датчиков.

• Разработаны эффективные принципы структурно-функционального построения быстродействующих ИИС.

• Разработаны новые имитаторы сигналов одиночных и полумостовых тензорезисторных датчиков и способ градуировки стационарной ИИС стенда, не имеющего силозадающего оборудования.

' • Создан ряд новых эффективных образцов ИИС и ТА для прочностных испытаний конструкций летательных аппаратов.

Практическая ценность: Разработанный способ измерения, совместно с методикой, позволяет создавать быстродействующие ИИС и ТА с заданной степенью помехоустойчивости. Способ подавляет и собственные шумы и погрешности усилительно-преобразовательного тракта, повышая разрешающую способность и точность измерений. Комплекс методик по оптимизации способа позволяет реализовать оптимальный его вариант для конкретных задач. Методика синтеза частотной характеристики подавления оптимизирует способ при помехах с сосредоточенными частотами. Созданные быстродействующие преобразователи приращения сопротивления тензорезисторных датчиков в напряжение и рекомендации позволяют обеспечить высокую точность измерения сигналов удаленных датчиков. Принципы оптимального системного структурно-функционального построения ИИС позволяют реализовать максимальное быстродействие и повышают точность. Имитаторы сигналов тензорезисторных датчиков улучшают достоверность метрологических характеристик ИИС и ТА. Способ градуировки стационарной ИИС стенда, не оснащенного силозадаю-шим оборудованием, повышает точность измерения сил и сокращает затраты по эксплуатации ИИС. Созданные и внедренные ТА и ИИС удовлетворяет современным и перспективным требованиям прочностного эксперимента. Возможно использование результатов и в других отраслях науки и техники.

Личный вклад автора: Все основные положения диссертации предложены и обоснованы лично автором. Под руководством и при непосредственном участии автора разработаны, сконструированы и введены в эксплуатацию созданные новые ИИС типа «Прочность-Л» и ТА типа «16Дельта».

Основные результаты внедрения; Созданы 24 модификации ИИС типа «Ресурс-23», «ИС-АС», «Прочность-Л», а также 7 модификаций тензо-метрической аппаратуры типа «16 Дельта» и др. и внедрены в 18 организациях, включая: ЦАГИ им. Жуковского, ОКБ им. Сухого, ОКБ им. Микояна, АНТК им. Туполева, ММЗ им. Ильюшина, ОКБ им. Яковлева, АНТК им. Бериева, ЛИИ им. Громова, ЭМЗ им. Мясищева,' завод РОСТВЕРТОЛ, ГРЦ им.Макеева, РЭЦ ГосНИИ ЭРАТ ГА и др.

На базе созданных измерительных средств выполнены следующие основные виды работ: Ресурсные испытания самолета МиГ-23 (ИИС«Ресурс-23», 1000 точек, 197 8-1979гг.); Ресурсные испытания самолета Ту-144 (ИИС «Ресурс-23», 2000 точек, 1978-1980гг.); Ресурсные испытания самолета МиГ-25 (ИИС«Ресурс-23», 1000 точек, 1979-1980гг.); Ресурсные испытания самолета Ил-86 (ИИС «Ресурс-23», 16 000 точек; 1980-1986гг.); Ресурсные испытания самолетов Як-40, Ил-18, Ту-134 и шасси Ту-154 (ТА «16Дельта-3» (г.Рига, РЭЦ ГосНИИ ЭРАТ ГА, 1980г.); Ресурсные испытания самолета Як-42 (ИИС «Ресурс-23/27», 10 000 точек, 1980-1991гг.); Серийное производство в составе АСУ ТП «ЛИУС-ТЕСТ» и «ЛИУС-ТЕМП» на базе НП «ПН-4» (г.Киев, ПКБ АСУ ВПО «СоюзПромАвтоматика», 1981г.); Серийный выпуск НП «КС25.30» (г.Харьков, СКБ САУ ВПО «СоюзПромАвтоматика», 1984г.); Создание серийной ИИС «Прочность-С» (г.Краснодар, завод «Тензоприбор», 1990г.); Тензометрия разрушения льда опор морских нефтяных вышек Сахалинского шельфа (ИИС «Прочность-Л», МАИ, о.Сахалин, 1990г.); Испытания самолета ТУ-204 (ИИС«Прочность-КН/Д», 1990-1993гг.); Ресурсные испытания самолета Ил-96 (ИИС «Ресурс-23/27», 9 000 точек, 1990-2000гг.); Ресурсные испытания лопастей вертолетов на частоте 30 Гц (ИИС«ИС-АСд», 128 точек, г.Ростов-на-Дону, «РостВертол», 1991г.); Контроль нагрузок и измерения перемещений при испытаниях самолета ИЛ-114 (ИИС«Прочность-КН», 64 точек, 1991-1995гг.); Ресурсные испытания самолета Ил-114 (ИИС «Ресурс-23/27», 3000 точек, 19922000гг.); Натурные испытания ЛА (ИИС «ИС-АСти», 2000 точек, г.Таганрог, АНТК им. Г.М.Бериева, 1993г.); Натурные прочностные испытания самолетов («УАХ-780» + ИИС«Прочность-ЛЕ», 2000 точек, 1993г.); Контроль нагрузок при натурных прочностных испытаниях конструкций самолетов (ИИС«ИС-АСтн», 128 точек, г.Таганрог, АНТК им. Г.М. Бериева, 1994г.); Натурные прочностные испытания истребителя С-37 «Беркут» (ИИС «Прочность-ЛПЗ», 2000 точек, г.Москва, ОКБ им. Сухого, 1996г.); Исследования алюминиево-литиевого сплава для КНР (Китай) (ИИС«Прочность-Л», 1996г.); Исследования прочности при сжатии профилей алюминиевого сплава для фирмы «БОИНГ» (США) (ИИС «Прочность-Л», 1998г.); Статические испытания самолета М-101Т «Гжель» и контроль сил и перемещений (ИИС «Прочность-ЛП2», 1500+64 точек, г.Жуковский, ЭМЗ им. В.М.Мясищева, 1998-2000гг.); Статические испытания самолета Т-411 "Аист" (ИИС «Прочность-Л», 500 точек, 2000г.); Сертификационные испытания отсеков гидросамолета для ООО «ГИДРОПЛАН» (г.Самара) (ИИС «Прочность-Л», 2001г.); Прочностные испытания узлов самолета ТУ-334 (ИИС «Прочность-Л», 2001г. Неуказанное место - г.Жуковский, ЦАГИ.

Апробанпя работы. Положения диссертации публично доложены и обсуждены на 20-ти конференциях и семинарах, включая: ВНТК «Методы и средства тензометрии и их применение в народном хозяйстве» (г. Кишинев, 1979г.). ВНТС «Измерение, контроль и управление в прочностном эксперименте» (г. Новосибирск, СибНИА, 1980г.). Республиканский НТС «Состояние и основные-направления развития электротензометрии и ее применение в народном хозяйстве» (г. Киев, РДЭНТП, 1980г.). Отраслевой НТС «Информационно-измерительные системы для исследования напряженного состояния конструкций» (г.Москва, ИМаш, 1980г.). Специализированный НТС «Методы и средства повышения эффективности тензометрических приборов и систем для прочностных испытаний конструкций» (г. Рига, ГосНИИ ЭРАТ ГА, 1981г.). Специализированный НТС «Методы и средства повышения эффективности тензометрических приборов и систем для прочностных испытаний конструкций» (г.Киев, ИПП АН УССР, 1981г.). ВНТК «Тензометрия-83» - «Методы и средства тензометрии и их применение в народном хозяйстве» (г.Свердловск, ВНИИМ, 1983г.). ВНТК «Перспективы развития и практическое применение методов тензометрии при исследовании прочности конструкций» (г. Фергана, 1983 г.). ВНТК «Тензомет-рия-86» - «Методы и средства тензометрии и их применение в народном хозяйстве» (г. Кишинев, 1986г.). Отраслевой НТЭС «Научно-технические достижения авиационной промышленности» (г. Москва, МинАвиаПром, 1987г.). ВНТК «ИИС-87» - «Информационно-измерительные системы» (г. Ташкент, 1987п). ВНТК «Тензомётрия-89» - «Методы и средства тензометрии и их применение в народном хозяйстве» (г. Свердловск, ВНИИМСО, 1989г.). Международная НТК по измерительной технике и приборостроению (ИМЕКО) «Испытательное оборудование для экспериментальных исследований механических свойств материалов и конструкций» (г. Москва, Совинцентр, 1989г.).

Демонстрации на выставках; Результаты работы демонстрировались на 11-ти выставках, включая: «36-й Авиасалон» (Франция, Париж, 1985г.); «Прогресс-86» (г. Москва, ВИЛС, 1986г.); «Метрология-86» {СпецДиплом} (г. Москва, ВЦ, 1986г.); «Наука-88» (г. Москва, ВЦ, 1988г.); «Автоматизация-89» (г. Москва, ВЦ, 1989г.); «Авиация-90» (г. Москва, ВЦ, 1990г.).

Публикации? опубликовано 83 печатных работ; в том числе: 52 авторских свидетельств на 58 технических решений, 5 патентов России, 6 иностранных патентов США, Англии, Франции, Канады, Австралии, ФРГ, 5 авторских свидетельств и патентов на способы; написано 97 научно-технических отчетов и методик; сделано 23 доклада.

На защиту выносятся: Методика и принципы разработки и построения эффективного измерительного оборудования для исследования прочности конструкций ЛА и реализация их в форме образцов новых типов ИИС и ТА.

Структура н объем работы: Введение, 7 глав, Выводы, Литература, Приложение; 491 страниц машинописного текста, 203 рисунка, 26 таблиц, 379 наименований списка литературы, 35 (из них) на иностранных языках.

ГЛАВА 1. ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

Точность измерений (особенно малых сигналов) во многом определяется аддитивными погрешностями (помехами), например, электромагнитными наводками и дрейфом измерительных устройств. В прочностном эксперименте приходится за короткое время измерять малые полезные сигналы на фоне помех высокого уровня. Большое число датчиков и требование высокого быстродействия практически исключают обычные способы фильтрации. Рассматриваемые исследования представляют собой попытку в общем виде продвинуться в решении проблемы уменьшения аддитивных погрешностей (помех).

ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ИЗМЕРЕНИЯ. Исходным для рассмотрения является положение помехи E(t) в промежутке времени измерения в виде

v

конечного степенного полинома: E(t) = .

ыо

Известно: производные порядка выше степени полинома равны нулю. Непрерывное дифференцирование здесь невозможно, т.к. результаты наблюдений содержат дискретные значения помехи E(t1),...,E(ti),...,E(tlJ. Но в вычислительной математике известна аналогичная операция - операция получения разделенных разностей. Наличие п значений помехи позволяет получить разность п-1 порядка A„.i E(ti,...,tJ, которая при n>v+l равна нулю. Т.е. помеха будет устранена, если процесс измерения организовать так, чтобы ее значения вошли в окончательный результат измерения в виде разности п-1 порядка, а число наблюдений выбрать большим v+1.

Операция получения разделенных разностей помехи представляется алгебраической суммой ее значений с весовыми коэффициентами yni:

д.....tr) = trniE(t<), где г„,= ¿4* =>/->*•

/-1

" м

Из свойств разделенных разностей следует:2/«/ SQ'i ~ ® Для /л<п-\.

(=1 ¿=о

п ' JJ п п

В частности2jf =0=0; JX; =®> гДе С*" любые постоянные числа, м *=о ы ы

" -I

Знаки коэффициентов yni чередуются: ynt = (-l)"+i ЩА/,* I = (—0"+' '\Уы\-Для равных Дг можно взять конечные разности, аналогичные дифференциалам:

.....О = irm.-E(t,\ где i=i

Результаты наблюдений R(lJ представляются алгебраической суммой измеряемой величины T(t) и помехи E(tJ:

гт^т+т-

Интересующая разделенная разность помехи получится' при взятии соответствующей разности результатов наблюдений. Эта операция возможна, т.к. результаты наблюдений - линейная комбинация (сумма) измеряемой величины и помехи. Но измеряема^ величина также аналогично обнулится.

Если обработать до получения этой разности помехи результаты наблюдений, в которые измеряемая величина или помеха, хотя бы один раз, вошли с изменениями своих исходных размеров, то эта составляющая в получаемом результате нулю равняться не будет.

Результаты наблюдений при изменениях размеров измеряемой величины и помехи представим в виде:

Rnl = а„, • Г(/,.) + £(?,)/Д„-, где: ani - коэффициенты пропорциональных изменений измеряемой величины, Д, - обратные коэффициенты изменений помехи.

Для выявления информации Мп об измеряемой величине Г достаточно просуммировать результаты наблюдений с весовыми коэффициентами YmPm'-

К = ZД,, • Гы ■ Rni =£«„, • Рт ■ Ты ■ Щ)+л, /=| /=i

Измеряемую величину в промежутке времени измерения, как правило, можно положить постоянной-. T(ti) = Т. Тогда результат измерения:

п

Mп = 2 Wni • К,,, = Т + 5Еп, где: 1У„, - весовые коэффициенты суммирования i=i

результатов наблюдений; 5Еп - остаточная погрешность от действия помехи.

п J п In

Иначе: Мп =£/?„,. • yni / 2>га ' Pm ' У m =т+ K-iEQi —Л)/ 2>™ " Ры " Г m, откуда: 1-1 / н / ¡=1

К> = P„,rnJt.<*n,Pn,rn,,SEn = ¿„.^(/„..„/j/z^A,.^,-, причем: ¿И>«/=1-

Отсутствие "деления на ноль" в последних выражениях — обязательное

, п

условие реализуемости: Tnt^ чт0 гарантируется чередованием знака

i=i

приращений атр„, по г, т.к. такое распределение аг„;Д( не может быть описано полиномом степени, меньшей п—1. Важно здесь распределение а„,Д;, а не самих ani или Д, в отдельности, т.е. возможны изменения либо «„,, либо Д„ либо a„i и Д, одновременно, но судить о действии на помеху следует по ог„,Д„-.

Если для конкретных измерений пропорциональных изменений измеряемой величины сделать невозможно, тогда в некоторые s-тые моменты времени можно провести наблюдения известных величин Т„ исключив из результата измерения их составляющие:

Мп = -т*>полагая при этом а„=0.

i=i i=i j

Т.е., данный способ измерения заключается в: проведении ряда последовательных во времени наблюдений измеряемой величины (хотя бы одно из которых должно быть при измененном размере измеряемой величины или помехи); суммировании результатов этих наблюдений с весовыми коэффициентами, определенными по приведенной методике. В результате влияние аддитивной помехи, описываемой во времени конечным степенным полиномом, будет устранено.

Рассмотрение способа велось в общем виде, и известные частные случаи включаются в него, что подтверждает корректность результатов.

МИНИМИЗАЦИЯ ПОГРЕШНОСТИ. В реальных процессах <5Е„*0, т.к. при выборе полинома помехи (за малостью) отброшены члены высокой степени. Коэффициенты аш и Д,,- определяются условиями реализации процесса измерения, но почти всегда (пусть с ограничениями) возможен их выбор. Важно распределить их значения, чтобы |Ж„| = тт. Конкретные процессы имеют свои ограничения на изменения измеряемой величины и помехи.

Ограничение по уровню Т: | ал,|<1, | Д„.|<1.

Любой процесс измерения организуют так, чтобы абсолютное значение величины, несущей информацию об измеряемой величине, имело возможно большее, о помехе - возможно меньшее значение, чем обеспечивают максимальное отношение размера измеряемой величины к величине помехи (отношение сигнал/помеха). Это означает, что возможности увеличения модуля измеряемой величины и уменьшения модуля помехи при организации конкретного рассматриваемого процесса измерения уже исчерпаны. Т.е.:

Коэффициент /3ШФ0, что исключает нереальность бесконечной помехи, результат наблюдения которой получить невозможно. Числитель выражения 5Е„ от а„ и Д„ не зависит, и для получения минимального модуля остаточной погрешности достаточно максимизировать модуль ее знаменателя.

Поэтому; max

<=|

= ZW - при К,| = max(ja„,|), |/?„,| = max(]/?,„|) и sign(a„ф„¡у„,) = const, т.е. при (anipni)op,T= (-1)"+\ где а - постоянное целое. Тогда: Wni = (~l)°+iРм\Гш\/±Ы-При/?„, = (-!)<: Wni =(-!)—'w/ZW>

¡=1 / /»1

где с - целое число, в общем случае зависящее от г. Для и Д,=1:

(«™-и=(-1Г'; ±апЛ.г«=2-; тгы=(-Г' ^¡^ ;И,|гаЬУ2-1.

м

Т.е., для получения минимального модуля остаточной погрешности нужно, чтобы «„,/?„, имели максимальный модуль — "1", и чередующиеся по наблюдениям знаки, что есть максимально возможный модуль изменений апф„ по наблюдениям — "2". Этот минимум возможен и когда аш=\ либо Д,г=1.

Для непропорциональных изменений измеряемой величины максимально возможные изменения: а„,Д„ = 1. Лучшие результаты здесь - при чередовании а„/Д„', равных 0 и 1; но они в 2 раза хуже.

я 2

Ограничение по средней мощности Р: ¿_,ап1<п.

При электрических измерениях измеряемая величина (напряжение II) имеет ограниченную среднюю мощность Р, хотя мощность в отдельных наблюдениях Р„, может ее превосходить. Здесь исчерпаны возможности увеличения средней мощности измеряемой величины, что характерно для электротензометрии, где ограничена мощность тензорезистора, питаемого током в процессе измерения.

Для равных Дг: Р >±Р„, ¡п, откуда п > ±Р„,/Р = ±рп!/и)2 = ±а2ы .

1-1 / . 1-1 . /-1 . ¡-I

Для Дtu.¡ = const и ßni—i:

Коэффициенты |(a„¡)op,p| пропорциональны |W„,|, характеризующим «ценность» изменений. С помощью коэффициентов <pn¡ - Р„/Р можно указать

a m З^я ' причем J) = п.

п

Ограничение по энергии (работе) А: а^ < 1.

i=i

Есть измерения (передача аналоговых сигналов), где измеряемая величина (сигнал) имеет ограниченную энергию измерения, которая тратится в наблюдениях по частям Ani и не может превышать в сумме заданной величины А:

А > ¿ Аш. или 1 > ¿ AJA. При Atu-, = const: 1 > ¿ PjP = ¿ a* .

/=i __ í=i _ ¡=i Í=I ._

KUHKL = .....Jpl; к, = (-1 r-ß^/Jpt ■

Для At,,, = const, ßni =1: (аДоМ = (-1 СД/^С^,); ±anißnirni = Jcß.»;

2

Для распределения >//„, = («„, )0;)М > 2>„,=1> Уш=Ап,1А-

i=i

На Рис. 1 дана относительная эффективность способа при ограничениях.

Рассмотренные исследования показывают, что наиболее "жестким" является ограничение по энергии, наиболее "слабым" — по средней мощности.

При конкретных ограничениях измерительного процесса, данная методика позволяет его оптимизировать в отношении погрешности измерения.

ЭФФ ЕКТИВ110СТЬ ПОМЕХОПОДАВЛЕНИЯ. Пусть помеха - полином

п V

произвольной степени v. Для v = п-1: Д„_,£(/,,...,?„) = ■ ■ = .

(-1

п V

Следовательно, для у>и-1: Дл_,£(/,,...,?я) = ел_1 + 2>л/'

/«1 к=0

Последним слагаемым часто можно пренебречь, т.к. А?, достаточно малы. Для реальной помехи ек с ростом индекса быстро убывают, и остаточная погрешность резко уменьшается при уменьшении Ак

«Б, = аД™ 1)', А/«.|=АГ: /2"-[ .

Особое место в измерительной технике занимают периодические помехи. Способ не подавляет их полностью, т.к. разложение в ряд в общем имеет не конечное число членов. Рассмотрим одну гармоническую составляющую:

Ет5т{2т^Е1 + <рЕ).

Для Atu./ - const = Atu ccnipni = (-1)'

ьн

|Д„-.£(М2>-Л)| =

Т.ГЫ- E(t,)

= £.„•2"

(sin^gAi)" -sin

+ <pE + (n -1) • Ai - (и - l)-

Моменты времени проведения наблюдений чаще не зависят от частоты и от фазы помехи. Поэтому нужно рассматривать максимум последнего выражения: \А„.,Е(1,, /л-,^1,,,» = 2пЛЕт\^тп/ЕА1Г'.

Т.к.

= 2-'. имеем: (Ж,,^ = £m|sin л^Д/р = £M|sin;r/£///"',

где /if - частота наблюдений. При малых я fEj fR : |сЖ„ jmax а Em • (я- /Е / fR )""'.

Относительная остаточная помеха (как отношение максимального модуля остаточной погрешности к амплитуде самой помехи) имеет вид:

Остаточная помеха - периодическая функция аргумента fR/fz с периодом 1 и интервалом симметрии — 0,5. Наихудший результат получен при fc/fR— LA +г/, где tj - целое. Коэффициент подавления помехи следует рассматривать как коэффициент подавления ее амплитуды КЕт(п):

кв»(«) = Ям/НЛп,« - = ИП^/е/ЛГ" (р"с-2).

При и—»со: Квп(ч) —для всех соотношений/ц и_/£ кроме точек /е//й= (1/2)+ г]. Коэффициент подавления с логарифмическими масштабами (Рис.1):

дБ; .Для>>>/£:А^)-

В промежуточных областях, например в низкочастотной области, т.е. для /¡г5"^. эффективность подавления помехи резко возрастает. Так для /„//,?=100: К^п) \ <*30(и-1) дБ; при и =5: АГ£т(и) «106, «120дБ.

Рассмотрим также измеряемую величину как периодическую функцию: T[t) = Тт s'm(2nfrl + /р г),

Результат измерения: М„Е = ЪкА = ¿К,|' fy) + ±Wni • E{t,).

/=1 i=i .<-1

При Лг,.м - const = Ai и апфпг- (-1)': Wm = (-l)1' СД.

Тогда: Мл = Tmf\Wni\- sin(2 jf^ + <pT) + Emj^Wnt ■ 5т(2т/£Г,. + <pE) = /-1 /=i

= Tjcosr/^ sir^+ft- +{n-i)7fTtj\ • sin bfft+<pE

Амплитуда измеряемой величины в некоторой степени уменьшается. Коэффициент ее уменьшения: КТт («) = (cos rc fTj

Величина, обратная этому коэффициенту, является амплитудной частотной характеристикой (АЧХ) способа по измеряемой величине: Afr) = Укгт(") = (cosтг/г//д)"""', фазовая: (p{fT) = (и - 1>г /гjfR , что есть чистое запаздывание и может быть учтено коррекцией результатов измерения. Завал АЧХ: дл(/г) = 1 - (cos я fT/fRГ'. При fR >>fr: &A(fT) » (* /г //* )2 (и - 1) / 2 .

Для случайной помехи рассеяние результата измерения также уменьшается. Коэффициент его уменьшения: Ка{п) = 2"{п-\) » несколько меньший,

чем СКО среднего арифметического, что, известно, является наилучшим алгоритмом уменьшения рассеяния случайных погрешностей и для р результатов наблюдений: crz{p) = crj ~fp, а коэффициент подавления рассеяния: Ка (р) = л[р . При п и р, равных 16, KJj>) больше К<£п) всего лишь в 1,5 раза.

Теоретически увеличением и можно получить любое подавление помехи. Но при необходимости реализации очень высоких степеней помехоподавления следует обращать внимание на повышение точности выполнения алгоритма. ' '■

ГЛАВА 1). ОПТИМИЗАЦИЯ СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ

Рассматриваемый способ измерения разработан с наиболее общих теоретических позиций, не регламентируя выбор последовательности и величины промежутков времени между наблюдениями и способа получения и вида самих результатов наблюдений. Расчетные соотношения были получены в основном для равных промежутков времени между наблюдениями. Важно оценить возможности вариации нерегламентируемых параметров с целью оптимизации и других (кроме помехоустойчивости) важных характеристик измерительного процесса: быстродействие, адаптация к конкретным промышленным помехам, совмещение с подавлением высокочастотных помех.

М1ШИМИЗАДИЯ ВРЕМЕНИ ИЗМЕРЕНИЯ

Рассматриваемый процесс измерения включает в себя обязательные операции изменений измеряемой величины или помехи. Хорошие результаты получаются при изменениях перед каждылх наблюдением.

Стремление к повышению быстродействия направлено на уменьшение промежутков времени между наблюдениями, и при одинаковом времени /1/ переходного процесса после изменений вырождается в равенство этих промежутков. Т.е. время измерения: Тазм(п, Л£) = и Тшм(п, А1) не зависит от предыдущего результата измерения и фактически является временем отклика на входное ступенчатое воздействие. Т.е., быстродействие для рассмотренного способа:(п^л) =/к/п, гдечастота проведения наблюдений.

В электротензометрии оптимальные изменения сводятся к изменениям направления тока питания тензорезисторов. Время переходного процесса определяются здесь, в основном, реактивностями измерительных линий и для неэкранированных проводов в 250 м составляет порядка 100 мкс, что дает следующие результаты по быстродействию и подавлению помехи 50 Гц: /им (2,10000) =5000изм/с, А'£т = ЗбдБ,/цги (3,10000) =3333изм/с, /С£т - 72дБ, /и« (4,10000) =2500изм/с, ^ЮЗдБ,/^ (5,10000) =2000изм/с, ,К£„,=144дБ.

За счет уменьшения числа проводимых изменений, возможно уменьшение времени измерения, т.к. для наблюдений, перед которыми нет изменений, не нужно ожидать окончания переходного процесса и их можно проводить через меньшее время. С одной стороны, подавление должно уменьшиться, т.к. изменения будут распределены не лучшим (по приведенным ранее соображениям) образом, с другой - увеличиться, т.к. промежутки времени между наблюдениями, которые проводятся без изменений, уменьшены. Кроме того, уменьшение таких промежутков времени позволяет при выделении некоторого дополнительного времени измерения увеличить число используемых наблюдений и также дополнительно повысить эффективность помехоподавление. Учитывая степенной характер подавления от числа п, можно предположить, что помехоподавление здесь будет выше. .

Способ с минимальным временем измерения

Интересен вариант максимального быстродействия: - когда п четно и есть одно изменение измеряемой величины или помехи после среднего наблюдения. Пусть наблюдение, перед которым нет изменений, проводится через время, уменьшенное в ц раз: Л(п=А1/т]. Тогда, т.к. перед первым наблюдением также есть переходный процесс, время- измерения равно: Т1Ы = [2 + (п — 2)/77] ■ Лг, и условия: п - четное, а„ф1й = 1 для / < я/2, ат/Зш~ -1 для г > и/2. Здесь при Д„ = 1:

ЖI = РтУы/X= (-1)'+'С!гА-хП(* + Г])/2С"ПЦ-1 (и/2-1)! П(А + 17-г)-

/ 1=1 *=0 / *=л/2

Для синусоидальной помехи (Рис.3): -2

1

_

5Ш ?Г/£ЛГ(1 + (п- 20 /77)

/=1

п (* + г] - 0

' " С*«)*1- 1- ! 1 III I

//'/ /Х~\ т-ю г # 2 ч «♦ '--' 7 ' 1 1 (КьпК1' " , Рис.3. о

При и —> со и г; —><х>\ V—^ со, и поэтому случаи для ^ = со не реализуемы, однако важно знать теоретические предельные возможности данного варианта способа в отношении помехоподавления. Для низкочастотной помехи:

^ п-Ъ( ]Л . Л,-/- лЛ<-1

'П |» и при 77» 1:

1

2(«-1)

(2^)""' Г(и/2-1)!

[ (/7—2)! _

1

^п/2-1

П) - КЕт(п) 2(«-1)!С;^

Последнее - теоретический предел для данного варианта при т] —> со, что в я((п-1)!С^2~'/2"~2 раз лучше (для 77 >2 и п >2), чем для ранее рассмотренного. Т.е. вариант выгоден как для уменьшения времени измерения, так и для увеличения подавления низкочастотной помехи. Но это дается не "бесплатно": - требуется повышение точности алгоритма способа, например в 5 раз при п — 4 и 7] = 4, а также при п.= 6 и г/= 2. Есть места, где высокочастотные помехи также увеличиваются. Увеличивается и рассеяние случайной помехи, ' но при небольших т} результаты приемлемы. Для низкочастотных помех при не больших п и т] есть область, где даже при более жестких требованиях к точности алгоритма способа результаты интересны для применения.

Например, конкретные результаты:

Для случая четырех используемых наблюдений п = 4, имеем:

TU3M(4,Ti,At) = 2(1

Л

—sin| 2

\hj)At; v(4, ?])= tj+ 1; < П) 2

a(4.77,/rAi) =

»7

—cos 2

1 2 ) - _ 77 + 2 . Л

1 + — mT At - --cos щТ At

T)J 2

K}l(4ß,fbAi) = |4 sinl^S^Af-5sim/£Arj; a(4,8,/rAi) = ^cosl^S^-Ai-Scos^.^); K~£m(4,<x>,fEAt)=|sin/£Д/ -^A/cos^A/]; a(A,co, fTAt) = [cosД/ + я^Д/ sin;7/"r.

Для низкочастотной помехи:

1+i

V ^

Да(4,7], fjAt) » 1+— V.

(WA/)2;

Aa(4,8,M0 «-(^V)2 «1 U0(/rA/)2;

• О

Да(4,оо, /ГД/) ~ (л/^Аг)2 « 9,87(/rAi)2.

Пусть для определенности/е~ 50 Гц, fr — 100 Гц, Д/= 100-10' с, тогда: при ?7= 8: ЛГ&л = 114,8 дБ; Да « 0,11%; 0.211 ;Т1Ш1 = 225- 10"6с; v = 9, при г7 = оо:KEm = 117,8 дБ; Да я 0,10%; 0,000; Тизм = 200-10"6с; v = оо.

Для сравнения при равномерных промежутках времени At: при п = 4: К£т » 108,2 дБ; Да » 0,15%; 1,79; Гюи = 400-10Л:; v = 1, при п = 2: .К£т к 36,08 дБ; Да » 0,05%; К* я 1,41; = 200-ЮЛ;; v = 1.

Следовательно, в рассматриваемом варианте способа измерения: увеличено быстродействие в 1,8 раза, увеличена степень подавления низкочастотных помех в 2,1 раза, уменьшен завал АЧХ по измеряемой величине в 1,4 раза. Причем отличия от предельных параметров всего лишь: для быстродействия - на 12,5%, для степени подавления низкочастотных помех - на 3 дБ, для завала данной АЧХ по измеряемой величине - на 10%. По отношению к случаю равномерных промежутков времени Дг при п = 2: уменьшено быстродействие измерения на 12,5%, увеличено подавление низкочастотных помех на 78,8 дБ (8630 раз), увеличены требования точности выполнения алгоритма способа в 9 раз.

Данный вариант характеризуется минимальным временем измерения. Увеличена степень подавления низкочастотных помех. Уменьшен завал АЧХ измеряемой величине. Неизбежно снижается точность за счет увеличения доли высокочастотных помех и случайной составляющей погрешности. Вариант предназначен для измерений, где не требуется предельная точность, а важны одновременно быстродействие и степень подавления низкочастотных помех.

Способ с минимальными энергетическими затратами

Предыдущий вариант был исследован при ограничениях по уровню. Рассмотрим ограничения по средней мощности (энергии). Здесь исходные условия:

п - нечетное, Д,,- = 1, а„,= 1 для / = (п + 1)/2, «„, = 0 для I (и + 1)/2, т.е. необходимы два изменения измеряемой величины: до проведения среднего наблюдения и после него.

Т.к. перед первым наблюдением также есть переходной процесс: Тиы(п, Г), ДГ) = ЗА/ + (г? - 3)Лг/77.

Здесь:

/н-1)/2

{-Г^им^^ли+»=ЦХ ^^

к=0 А -¿У Ь<п-1)/2

(л—3)/2 А=0

(-1)' СОЗ2Я/-£[1 + ((и-1)/2 - /)/ г^А/

2-1 п~1 +

ы ((« —1)/2 — ¡У(г}+{п —1)/2-/) П(2т7-< + ^)

;Ця-|)/2

Для низкочастотной помехи:

'/, /£Д0 « (2^А/)"-,(Пг1'2 (Н {к~ 1)/ 2)2 /(« -1)!.

*=1

При п» 1: /(«-1)!.

Например, для л = 5нг; = 8:

^8)=+32/17,-81/34,+1,-81/34,+32/17; у(5, 8) =162/17.

Точность выполнения алгоритма в рассматриваемом варианте способа также должна быть увеличена, но в меньшей степени, чем'в ранее.

. Данный вариант характеризуется минимальным временем измерения при минимальных энергетических затратах. Здесь также увеличена степень подавления низкочастотных помех, уменьшен завал АЧХ по измеряемой величине и снижается точность измерения за счет увеличения доли высокочастотных помех и случайной составляющей погрешности, но в меньшей мере, чем в предыдущем случае. Вариант важен для измерений, где не требуется предельная точность, а важны совместно быстродействие, энергетические затраты и степень подавления низкочастотных помех.

Приведенные методики и формулы позволяют реализовать рассмотренные варианты для конкретных условий использования рассматриваемого способа измерения.

СШГГЕЗХАРАГСТЕРИСгаКИ ПОМЕХОПОДАВЛЕНИЯ

Реальный спектр помехи часто содержит сосредоточенные частоты с мощностью значительно превосходящей остальные. Это помехи промышленных частот и их гармоники. Помехоподавление будет оптимально (по остатку помехи), если синтезировать характеристику, полностью устраняющую помехи именно этих частот. Такой синтез возможен. Задача сводится к тому, чтобы по частотам, помехи которых надо подавить полностью, определить число наблюдений и весовые коэффициенты суммирования их результатов.

Способ для рапных промежутков времени меяаду наблюдениями

Полное подавление помехи E(t) =Emsin27tfE t возможно при 3-х наблюдениях. Сумма с коэффициентами fV31(f), W-^гф, Щз(0 результатов наблюдений помехи: 5E~Wu(f)Emsin2xfEt+ W31(f)Emsin2!tfE(t + At)+ W^(f)EmSin2nfE(t^2At).

а относительная остаточная погрешность: SE/Em = sin2nfEt\W^(f)+ Wn(f) cos2irfEAt + W3i(f)cos47rfEAf\ +

+ coslrtfs t {Wl2(f) sin27tfEAt + IV^ff) sinA7rfEAt\.

Потребуем обнуления последнего для заданной частотыf„f.

Учитывая, что последнее распадается на два уравнения и должен быть сохранен масштаб измеряемой величины: получим:

где fK= MAt — частота наблюдений. Знаки в уравнениях для: Д,,=1, а„,=(-1)'+|.

Коэффициент подавления амплитуды помехи KqEm после соответствующего весового суммирования:

*ч,Ет (Л / Л) = 2 cos //«/|cos 2г$Е lfR - cos 27fqE!fR\.

Остаточная помеха: 5Eq(t) = (Em / KgEm) sin2nf^t + At) = Em4sin2rf[{t + At), - также синусоидальная функция, и для нее также применим этот алгоритм, для чего нужно взять через At 3 ее значения. В результате получится другая аналогичная синусоидальная остаточная помеха. Алгоритм можно повторять многократно, требуя на каждом этапе обнуления помех различных частот, используя соответствующие весовые коэффициенты. Т.е. возможно по частотам помехи, которые нужно- подавить полностью, синтезировать требуемую частотную характеристику подавления.

Общий суммарный коэффициент подавления:

(Л ) = п KqEm <JE ) = П 2 cos 2 nfqE i fRj[¡cos 2KfqE / fi - cos 2nfqE / /«]).

Весовые коэффициенты:

WAfx..,) = i:w3J(fr)zw3k{f2)wir{fi)

, где I = i -j—...-к +[(и - 3) / 2];

Ws/ifi) = ~W3[f\) при \<1йЪ, иначе: W3,<fl) = 0.

Для реализации синтеза нужно: взять через Дг ряд п наблюдений, разбить его последовательно через Л/ на п —2 групп по 3 в каждом, применить к каждой группе весовое суммирование с коэффициентами, соответствующими одной заданной частоте помехи, разбить полученный ряд из п —2 результатов суммирования на группы аналогично, суммировать с коэффициентами для другой из заданных частот до получения третьего ряда из п-4 результатов и т.д. Для обнуления г частот понадобится п=2г +1 наблюдений.

Для устранения, кроме того, помехи нулевой частоты достаточно взять два таких результата измерения, сдвинутые на Д/, взаимовычесть их и разделить на 2, для чего потребуется лишь одно дополнительное наблюдение.

П2соз2я/;£//Л/|соз2^£//я-соз2л/;£//я|)

Здесь: ЛГЖ„(/) = |эт~

Мя = ЕЙ»у(Л»з*Ог^з/'СЛ)-Щг(Л)].' = -1 --~к + [(« ~4) /2];

(=1 -¿./=1

ЖзК/) = №з.иСЛ) при 1 < / - 1 < 3; иначе ) = 0.

Для некоторых примеров приведены Рис.4 и Рис.5.

а

I

<Л«

а,*

Ь КЛ„

Я ДБ 1 -

•...... '7

у А /

(н - 4 :, Щ г

/г т. »

V У

Г1Г 1 а о

л л

V \ А ■ч _ ■

V Л 1

- -л V •

1. 1

:: а,а

^¿0- —— .1.

\16 ' 8 ' 16 ' 4 "7

Рис.5.

Рис.4.

Способ с минимизацией временем измерения

Для варианта способа с уменьшенным временем измерения также возможен аналогичный синтез. Например, при п = 4:

,£)4СОЗ^£Д/(1 + 1/^ШЛ/^Д// Т].

ИНТЕГРИРУЮЩИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ

Имеется множество процессов измерения, где аддитивные помехи есть периодические влияющие величины или динамические составляющие самой измеряемой величины при измерении ее среднего (установившегося) значения, в которых помеха имеет определенную (номинальную) частоту с некоторой (малой) ее девиацией (промышленные частоты, колебательная составляющая измеряемой величины известного измерительного процесса). Для подавления таких помех используются измерительные приборы интегрирующего типа.

Рассматриваемый способ измерения есть весовое Щ- суммирование и результатов ./?, наблюдений, полученных при измененных по наблюдениям размерах измеряемой величины Гили помехи £(/), а результат измерения:

п

М = Л = Т + АЕ, где АЕ - остаточная помеха.

При равных промежутках At времени между наблюдениями и изменениях помехи в виде чередования от наблюдения к наблюдению знака ее действия:

К, = Г + (-1)'"1 £(/,.), П'1 = С'„-_\/2"-\ а для помехи с конечным во времени полиномом степени V < и-1: АЕ = 0.

Рассмотрим результаты наблюдений в виде интеграла за время Аг.

1 ш 1 ш

д ' |[Г + £(0]Л = Г + £|, где ^, = 77

Для периодической помехи:

7-1 .

где -л]/Ли

Для1/2/5 £•, = (-1)'"' и/?, = Г+ (-1)'ч£' .

л"у=1 я>|

Т.к. £' от I не зависит, то даже при п > 1 после применения рассматриваемого способа: АЕ = 0. Следовательно, полагая результаты наблюдений как интегралы аддитивной смеси измеряемой величины и периодической помехи за последовательные интервалы времени, равные ее полупериоду, можно заключить, что результат измерения, полученный как сумма этих результатов наблюдений с весовыми коэффициентами, пропорциональными биномиальным коэффициентам, при двух и более используемых полупериодах помехи не будет содержать погрешности от ее действия. Практически этот способ может быть реализован интегрирующим измерительным прибором, постоянная интегрирования которого меняется от полупериода к полупериоду помехи как биномиальные коэффициенты.

Амплитуда помехи - постоянная

При любом соотношении Д* и / для помехи с постоянной амплитудой коэффициент подавления амплитуды помехи: К^ = |я7/Д«соз1"''л7/Д</з1пл7/Дг|.

Пусть 8 - малая девиация частоты / от ,<?■? номинальной /„,: /~/,(1+<5), Д< =1/2/„: ] я (5 + 1)12

К Ет] ~

йо%)л8 ¡1

К

. л

Ет)

У§*

1-м

(Рис.б).

Например, для помехи при двух ее периодах и <5=5% коэффициент подавления амплитуды помехи более 70 дБ, а при 3=2% - почти 100 дБ.

Амплитуда помехи - полиномиальная

КЕт> ш

щ

> \ V V к

•>ч а X

Ри - С.6. 1 . . .

«¡дазаявяяивйв»

Аналогично раннему подавляются помехи и с переменной амплитудой:

'04*

*=0

^Ь^УФ^+'р). где £„(/) = При 1/2/:

*=а

2(и-2Хл'ир)/я-+((3«2 +П+14)/6—4/л-2)созр]/тг+...

При V < п — 1: ДЕ = 0 (степень полинома, описывающего амплитуду колебаний помех во времени меньше, чем уменьшенное на единицу число используемых наблюдений) подавление помехи, несмотря на изменение амплитуды, теоретически будет полным. Причем, если для конкретного процесса измерения (р = ±71/2, то будет подавлена и составляющая Ео.,,./.

Реально £о* быстро убывают с ростом к, и амплитуды помехи могут быть описаны с помощью небольшого (конечного) числа V этих коэффициентов, и можно указать число п > у+1 используемых полупериодов помехи, когда будет обеспечено полное ее подавление, несмотря на изменение амплитуды.

Амплитуда помехи - экспоненциальная

Для затухающих процессов амплитуда колебаний меняется по экспоненте: Ет{;)=Е0е'"г. При ДГ =1/2/: где <р' = <р+ага&1т/А!.

= =Ей 8т?>'(1 + е-А,/г)[(1 -^Л'/г)/2]"*'+ (Дг/ят)2.

(=1

=л-^1+(¿У / ят)2 [2/(1 - 'г)]

Например, для двух периодов помехи (четыре ее полупериода) и с экспоненциальным уменьшением ее амплитуды при т/А(>4 степень подавления помехи существенно превышает величину 60 дБ (Рис.7).

»жваавкайваа«

Н Й 51

ТЕМПЕРАТУРНАЯ АВТОКОМПЕНСАЦИЯ ТЕНЗОДАТЧИКОВ

Разработан способ взаимной компенсации аддитивной температурной погрешности тензорезисторных датчиков (динамометров, весов), позволяющий значительно повысить точность измерения в широком диапазоне температур.

Способ заключается во взятии алгебраической разности масштабированных электрических сигналов, полученных раздельно от 2-х половин датчика, с регулируемой установкой соотношения масштаба, обеспечивающего взаимную компенсацию линейной составляющей температурной погрешности. В качестве половин датчиков могут выступать одиночные тензорезисторы и их группы (мосты, полумосты). Способ дает более эффективную взаимную компенсацию температурных погрешностей при малых затратах - с помощью средств, находящихся в измерительной аппаратуре. Для датчиков со схемно-компенсированными половинами можно исключить погрешность полностью.

Тензорезистор должен обеспечивать:

где 6— относительное приращение сопротивления, к — коэффициент тензо-чувствительности, е- относительная деформация тензорезисторов.

С учетом аддитивной температурной погрешности: 8— ке + аЛТ + /ЗАТ3, где АТ — отклонение температуры тензорезистора от номинальной, а и Р — относительные коэффициенты линейной и квадратичной

составляющих температурной погрешности.

Для двух тензорезисторов, находящихся в одинаковых условиях: <5, = кь~\ + «[ДГ+ ДАТ2, 5г = ке2+ а2&Т+ ДАТ2; дифференциальный сигнал:

Д5 = 5, -52 = кДе+АосДТ+ДрАТ1, где Ае = е} -е2, Да = ах -а2, А/3 = Р\ а зависимость А8от Д Г практически оказывается линейной, т.е.: /3-/3\ — Д\.

При £] = п\£, Ег — -пг£, где е — относительная деформация чувствительного элемента активного тензорезистора, щ и п2 — доли активных тензорезисторов, имеем: Д£■= (и, + п2)г, Ад = («1 + и2) к£+ Аа&Т = (н( + п2) к[е + АаАТ/(щ+п?)к]-

В партии тензорезисторов имеется разброс а и при реальных значениях: Да=±1-10'6 1/град, ДГ= ±20 град имеем: А8т =±5-10"*.

Для повышения эффективности термокомпенсации этот способ дополняют длительной и дорогостоящей операцией введения компенсационных терморезисторов последовательно с тензорезисторами и их подгонки с целью уменьшения общей эквивалентной величины Да. Для мостовых датчиков удается уменьшить погрешность до величины порядка: Д<5г = ±0,4-10""6.

Рассмотрим разработанный способ температурной автокомпенсации тензорезисторных датчиков поэтапно.

Этапы автокомпеисацин Этап 1. Получение раздельных сигналов от двух половин датчика:

+ а,ДГ + Р\А"?, бг = к£2+а2&Т + Этап 2. Масштабирование этих сигналов (коэффициенты т\ и т2): <$„1 = тиI<5] = т\кб\ + т\<Х\ЬТ+ тф\А1г, Зтг — = т2к£2 + т2а2АТ + т2р2АТ1. Этап 3. Взятие разности масштабированных сигналов:

А5т=Зт]- ¿Ьа = Ш-т + Д^ЛГ+ДДпДГ2, где А£п = т,£, - т2£2, Л «т -тха\- т2а2, ДД, = т1р{-т2р2. Этап 4. Установка соотношения масштабных коэффициентов, до взаимной компенсации линейной составляющей температурной погрешности. Нужно, чтобы: Аат = 0, т.е. т\а\ — т2а2, т2 — т|С1|/а2. Иначе: • Ш|«1 = ("11 + т2)а2 - т\а2, тх(а\ + «г) = (,т\ + т2)а2, т\ = (м, + т2) а.21(а.\ + а2), т2 = (тх + т2) а\/(а} + а2); или: тх = (т, + тг){\-Аа/2ас)Г2, т2 = (тх + т2)(1 + ЛаЛас)/2,

где: «1 = Ос + Аа12, аг = а<: - ¿1а/2, т.е. «1 + 0:2 = 20« аг| - а2 = Да, Здесь: ДД„ = - т2р2 = (тх+тд^агРхО-х) / 2ас. При Д| = А = Д: ¿Д„ = - пцАар! (а^ - Ла/2) или ¿1Д„ = - /1аД(ш|+;и2)/2ас. При =«/£; е2 - -п2е: Ае„, =т1П/£+т2п2£ = (т1п1+т2п2)е = «„г; »„, = т/п1+т2п2.

Возможны два варианта:

!.Обе половины датчика — активные: равное число активных резисторов.

Исходные данные: п\—п2 — п, = п£, е2 = -пе. Тогда: пт -- (т[ + т2)п = 2 п,

откуда: т\ + т2 = 2 и Дет — 2п£, т\ =а2/ас, т2=ах1ас, ДДт = - Аар/а^.

В итоге разностный масштабированный сигнал и остаточная погрешность:

АЗп = 2пк(е- АаРАТ^поспк), <5Г = - АарА1г/2аспк.

2.0дна половина датчика — активная: другая половина — пассивная.

Исходные данные: щ — п, п2 = 0, £] = яс, Е2 = 0. Тогда: пт=т\п = п,

1 * 1 а\ _ <2, +Да/2 .„ _ Да „

откуда: ш, = 1 и &ет = т, тх = 1, ш2= ~ . ¿Дт =--тт^Р-

ае -Дог/2 а -Да/2

= -АсерАТ2/ - а/2), <5г= -АарАТ1! пк{ас - Аа!2). Т.к. дт - квадратичная функция температуры, погрешность в области небольших значений А Г меньше, чем при обычной схемной компенсации.

Величина аГ, при которой оба способа дают одинаковую погрешность:

ДоЛГ* = Да /?ДГ2 АаАГ*|_1 Да__ДДГМ д^=±ас-Да/2

' 2 пк 2а,. пк ' Р' '

пк | (ас-Да/2 пк Д

Для типовых значений: п =1, к =2, ас =10-Ю"6 1/град, Д =0,1-КГ4 1/град2, ¿1а=±Ы0'6 1/град, /1Г=±20 град имеем: <5^-= ±1-10"6, 47* = ±100 град, т.е. в диапазоне АТ*— ±100 град получаются лучшие результаты компенсации.

Способ может быть реализован как аналоговыми, так и цифровыми (в том числе и программными) средствами с использованием АЦП.

ГЛАВА 111. РЕАЛИЗАЦИЯ СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ

Рассматриваемый способ включает изменения (манипуляцию) измеряемой величины или (и) помехи и весовое суммирование (детектирование) результатов наблюдений (выборок, отсчетов) полезного сигнала (Рис.8).

Детектор состоит из последовательности узла весового суммирования ЛУЕ и АЦП. Узел "У/Т, может быть представлен как последовательность узла весовых коэффициентов У/ и сумматор 2. Тогда детектор может быть выполнен в трех модификациях: \У-£-АЦП, \У-АЦП-Е, АЦП-\У-£ (Рис.9). ,

Рис.9.

При четном п узел можно выполнить в виде весового полусумматора \У£/2 и вычитателя т.к. = что уменьшает влияние погрешностей

коэффициентов на степень помехоподавления (Рис.10).

Рис.10. ' ' *

При равных ¿й возможна реализация в виде цепи узлов конечной разности А: Д-Д-Д..., до получения ее требуемого порядка (Рис.11).

Весовой сумматор с позиционным суммированием

Узел WE может быть выполнен на основе весового сумматора накапливающего (последовательного) типа W2U или позиционного (параллельного) W£=>, с помощью преобразователя последовательного ряда значений входного сигнала в параллельный одновременный П#. Сумматор WL здесь есть суммирующий элемент с п раздельными входами, где сигналы проходят на выход одновременно, каждый со своим весовым коэффициентом.

Вариант с весовым полусумматором. Первый узел здесь - это Ш на и/2 выходов; второй - W2/2 на п/2 входов; третий - П# на 2 выхода; четвертый — вычитатель I с 2 входами, один из которых — инверсный. Для получения полусумм нужно, чтобы порядок номеров выборок значений входного сигнала одной половины соответствовали прямому порядку номеров выходов, другой -обратному. Последовательные результаты полусумм преобразуются в П# в одновременные, и на выходе вычитателя 2 получается полная сумма.

Вариант с узлами разности и неполным весовым сумматором. На входе п - 1 узлов Д и на выходе W2 на п - 1 входов. Каждый узел Д должен выделять разность значений: выборки входного сигнала, соответствующей номеру узла Д и последней, п-ой, выборки.

Вариант с вычитателями (Рнс.12). Сумматор W2 с биномиальными коэффициентами может быть выполнен в виде равнобедренного треугольника, составленного из п - 1 вертикальных рядов вычитателей £. Число Е в рядах равно: п - 1'для первого ряда (основание треугольника), 1 - для последнего.

Рис.12

синхронное управление

При наличии на входах п последовательных выборок сигнала на выходах вычитателей первого ряда имеются последовательные их разности 1-го порядка, на выходах второго ряда - разности 2-го порядка и т.д. до п - 1. При коэффициентах вычитания 0,5, можно с выходным коммутатором устанавливать требуемую степень подавления подключением выхода того или иного треугольника вычитателей. Синхронное с выборками сигнала переключение выходов треугольников, увеличивая номер ряда вычитателей, дает на выход результат без задержки с уточнением такт за тактом в смысле уменьшения в нем составляющей помехи.

Весовой сумматор с накапливающим суммированием

Для больших п удобно выполнение узла по принципу накапливания, с позиционно-накапливающей (последовательно-параллельной) схемой. Блок весовых коэффициентов и вычитатель — совмещены. Здесь имеется сумматор с двумя входами, один - с изменяемым коэффициентом усиления, другой — инверсный, с узлом задержки выходного сигнала на время А/. Блок весовых коэффициентов и вычитатель — раздельны. Здесь имеется блок \У и позиционный £. Входы вычитателя 2 (прямой и инверсный) подключены к выходам узла и узла задержки на время Ад.

Весовой сумматор циклического суммирования

Если устройство измерения подключено к одному датчику постоянно, возможен циклический детектор, т.е. выдающий результаты каждый такт. Здесь частота получения результатов увеличена до /ц. Удобней использовать сумматор позиционного типа с преобразователем последовательной

информации в параллельную на входе с элементами памяти ЭП (Рис.13).

Преобразователь с параллельным обновлением информации пи на своих : выходах в любом такте сохраняет | соответствие номеров выходов номерам : выборок каждого последовательного ' текущего ряда рассматриваемых п выборок (номера выборок в ряде п выборок всегда совпадают с номерами выходов). В каждом такте информация о выборках на выходах сдвигается на следующие по номеру ~ выходы. Новая информация выдается на первый выход.

Преобразователь с последовательным обновлением информации П=> на своих. выходах сохраняет соответствие _ номеров выходов номерам

Рнг

I пи. и. однажды появившихся на выходе

выборок в общем их ряде, поступающих на вход (общий номер выборки на каждом выходе постоянен п тактов суммирования). В каждом такте информация обновляется лишь на том выходе, общий номер соответствующей ей выборки которого минимален в данном ряде имеющихся на выходах преобразователя значений выборок. Счет номеров выборок из ряда п рассматриваемых в каждом такте начинается с номера выхода первой выборки, в сторону увеличения номеров выходов до последнего, далее с первого такта в сторону увеличения до выхода с номером, предшествующим тому, с которого начат счет. При этом номер выхода первой выборки с каждым тактом перемещается аналогично описанному порядку счета.

Варианты весового сумматора Вариант 1. Узел "У^Е с использованием преобразователя гШ получается простым соединением выходов преобразователя с соответствующими входами позиционного \УЕ. Верный результат будет в момент появления последней (п - й) выборки, циклически повторяясь. Вариант 2. Имеются п сумматоров \УЕ с синхронным коммутатором на выходе. Сумматоры соединены с П=> так, чтобы в каждом такте был один \УЕ, порядок соединенных с П=> входов которого соответствовал в данный момент требуемому порядку выходов П=> с определенной последовательностью выборок. Коммутатор синхронно с тактами подключает к выходу узла выход того сумматора, результат которого сейчас является верным. Вариант 3. Между П=> и позиционным V/! имеется синхронный коммутатор п х п с коммутацией, при которой в каждом такте и его выходов подключаются к выходам П=> в требуемом сейчас соответствии. Вариант 4. Узел \УЕ с биномиальными коэффициентами реализуется и на позиционных X), с синхронным коммутатором па выходе. Схема содержит и-1 рядов Е по п-\ в каждом. В каждый момент времени на выходах П=> в определенном порядке имеется ряд последовательных выборок. На выходах Г первого ряда в аналогичном порядке имеется ряд последовательных конечных разностей первого порядка ряда выборок. На выходах 2 второго ряда - ряд последовательных конечных разностей порядка ряда указанных конечных разностей первого порядка первого ряда Е, т.е. ряд последовательных конечных разностей второго порядка ряда выборок и т.д. На выходах Е последнего, (и-1)-го, ряда X будут конечные разности (и-1)-го порядка ряда выборок. Результаты \У£ выдаются последовательным подключением к выходу узла \УЕ соответствующих выходов Е (и-1)-го ряда.

Преобразователи информации в параллельную. Преобразователь ПИ может быть выполнен как цепь п - 1 узлов задержки на Лг. Каждый узел задержки в каждом такте выдает на выход выборку сигнала, бывшую на входе в предыдущем такте (каждый такт - параллельный сдвиг). Преобразователь П=> реализуется на п элементах памяти с входным круговым коммутатором, последовательно подключающим вход П=> к соответствующим входам п элементов памяти, выходы которых являются выходами П=>. Подключением элемента памяти ко входу П=> обеспечивается запись выборки в элемент памяти и выдача ее на выход П=>, отключением - задержка. Второй и третий варианты узла \УЕ в последнем случае реализуется с двумя в определенном соответствии синхронными круговыми коммутаторами на п положений.

Кроме рассмотренных основных вариантов выполнения узла весового суммирования возможны различные комбинированные варианты. Приведенные варианты обладают рядом полезных особенностей, которые позволяют в зависимости от конкретных условий процесса измерения выявить лучший с учетом его технических характеристик и затрат на реализацию.

ГЛАВА IV. ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ

Преобразование сигналов датчиков — важнейшая функция ИИС и ТА, определяющая в основном их исходные метрологические характеристики. Наиболее проблематичным здесь является преобразователь приращения сопротивления тензорезисторных датчиков в электрическое напряжение.

Предъявляемые требования: высокая чувствительность, малый ток, тензорезистора, независимости результатов от сопротивлений соединительных проводов и входных коммутаторов, минимальное число элементов, участвующих в преобразовании, соответствие принципам агрегатирования. Кроме того: линейная характеристика, высокое быстродействие, возможность задачи образцовых и снятие выходных напряжений относительно общей шины.

Эквивалентная схема. Информация о величине сопротивления резистора может быть получепа через величины падения напряжения и на исследуемом резисторе Л и токе I через него. Измерив и и I, по закону Ома определяют величину: Я = Ц/1. Удобно брать и для оценки Л, обеспечив I постоянным: С/ = /Л. Задание известного постоянного I через резистор осуществляется генератором тока. Такая схема является преобразователем сопротивления Л в напряжение ивых: ивых — I Я. Для получения информации о приращении сопротивления АЛ резистора Л+АЛ относительно номинала Л необходимо начальное смещение такой характеристики преобразования. Больший интерес представляют преобразователи со смещением в цепи резистора, т.к. это позволяет иметь источник смещения Е и снимать выходное напряжение преобразователя ивых относительно общей шины устройства.

При Е = IЛ: 17вых = 1 АЯ. (Рис. 14).

О ©11

Рис.14.

Обобщенная схема. Дана на (Рис.15), где Я^ и Я2 - резисторы, и Е2 -образцовые источники напряжения, У- операциодшй^усидшвдь^-...

Работа описывается выражением:

иеых = (Е,И2 - Е2я,уя2. При балансе иаых= 0 (£//Л;=г:2/Лг=/я):

Д*2 -ЕгЩ)^ +АЛ2) или: ишХ*>1А*Н1 ~А1ф~М2/Ят), где

АЛ1 и АЯ2 - приращения резисторов Я\ и Я2 относительно номиналов Ящ и Ян2 (-^ Я2 = ЛИ2 +АЯ2), 1Н - номинальный ток баланса. ивых линейно зависит от АЛ! с чувствительностью 1н, а для АЛ} имеется некоторая нелинейность, но чувствительность 1ЯШ/ЯН2 может быть увеличена увеличением отношения ЯН!/ЯН2 при соблюдении . баланса: Яш/Ян1=Е,/Е2, т.е. не увеличением тока

з-

С

> У

Е1

о—

Е2

Рис.15.

с?1

Увых

Практическое построение. Анализ преобразователя должен учитывать влияние сопротивления входных соединительных проводов и коммутаторов, для уменьшения которого можно рекомендовать специально разработанные эффективные схемы активной коммутации с операционными усилителями. Но введение усилителя дает дополнительные возможности, которые реализованы 5-тью схемами со своими положительными особенностями (Рис.16, Рис.17).

А/ Е а д

/ г,в 3 -

■Л б <5-2 -

3 г 6■ в

4 & г <5"

В пятой схеме не требуется регулировка чувствительности при смене номинала образцового резистора К.

Погрешности от иеидеалышсти усилителен. Пусть усилители имеют коэффициенты усиления К и подавления синфазных входных сигналов Кс\ г, и г2 - сопротивления проводов, Дсмещ.у. - абсолютное смещение характеристики, «^чувств у. — относительная погрешность чувствительности, <^,а,„н.у.- нелинейность.

Для 140УД6А,Л:=7-104)Л'С= 104, Я = 400 Ом; ЛД+1 Ом; 910 Ом, г = 250:

СхеМа 1 Лемеху [мОм], '1::.- НЖ^ЦОГЖГ

1 ±ШКс+± (Я+г)/К+1иКс&±40+±49 „ ■ (211 \-г)/т*ъ,п , АЯ/КЯ»3,6

- 2 \..(И+г)/К*9,3 ' , (4Ял'2г)/КЛ±1/Кс~?,±\й АК/КЖ™ 3,6

• ••3 . -(Я+г)/КШКс »-9,3+40 АЯ/КЯ* 3,6

■4 (11+г)/к «9,3 1 ; (211 Ьг)/КЯ ±1/Кс'*4± 10

. 5 ".'. 0*±(Я+г)/К »0-1-9,3 (21г~+г)/КХ* «3,2 «2 10 6

Погрешности достаточно малы соответствующим выбором схемы.

ВАРИАНТЫ И МОДИФИКАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ

Преобразователи с регулируемой нелинейностью.

Рассмотренные схемы преобразователей допускают регулируемую нелинейность, получаемую введением части п выходного сигнала на вход образцового источника (Рис.18), что позволяет компенсировать нелинейность тензорезисторных датчиков: и„ых = ЕАИЩ1 - лДШ).

Рис.18.1

Компаратор сопротивлений двух резисторов

Для прецизионного сравнения сопротивлений двух отдельных резисторов создана линейная схема, результат которой пропорционален абсолютной разности сопротивлений резисторов вне зависимости от их номинала сравнения (Рис.19):

иеых = Ео(АЯ\ -ДД2)/До.. .

Многоканальные преобразователи

При одновременном преобразовании приращений сопротив- ! лений нескольких резисторов I трудно обеспечить малую по- ' грешности между каналами преобразования.

Созданная схема с одним образцовым резистором и единой цепью питания резисторов (Рис.20), практически не имёет этих погрешностей:

ита = 1 АН,.

я+^я рис.19. /г+А^/г

ГТ^П

Псевдомостовые преобразователи.

На основе разработанных схем, можно построить прецизионный преобразователь (Рис.21), условно названный мостовым. Здесь полумост, расположенный на конструкции, включается в схему 6-тью проводами с чувствительностью (что в тензометрии является существенным преимуществом) полного моста: ивы, = 2ЕАЯ/Я.

Полумостовые преобразователи с источникам» напряжения.

Разработан ряд (10 модификаций) характеризующихся своими (Рис.22) особенностями преобразователей для удаленных полумостовых тензорезистор-ных датчиков со следующей характеристикой преобразования:

Ш+ДЯ1

I

Полумостовые преобразователи с генератором тока.

Разработаны (2 модификации) преобразователи для полумостовых тензорезисторных датчиков с линейной характеристикой преобразования:

' ' £/вш = /(Д/г1-ДД2) /2. Например, преобразователь, данный на Рис.23, имеет инвертирующий масштабный в я = Л1 / К2 раз усилитель. Причем необязательно равенство в полумосте номиналов сопротивлений тензорезисторов.

Я2+ДЯ2

11вых 1

I

1 п

п >

Рис.23.

Преобразователи имеют линейную характеристику и способны работать с длинными линиями и входными коммутаторами. Набор созданных вариантов и модификаций преобразователей охватывает широкий спектр задач тензометрии. Возможен выбор варианта с учетом конкретных особенностей использования в ИИС, ТА.

ГЛАВА V. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПОСТРОЕНИЕ ИИС

Структурно-функциональное построите ИИС существенно влияет на метрологические характеристики систем и определяет их общее комплексное быстродействие. Метрологический аспект построения ИИС предопределяет (вне зависимости от режимов работы самой системы) постоянный непрерывный циклический режим работы нормализаторов, причем по временной диаграмме, формирующейся аппаратными узлами нормализаторов (а не компьютерными). По аспекту быстродействия построение ИИС должно синхронно совмещать по времени (с последовательным сдвигом) все другие операции с процессом нормализации сигналов. Эти принципы позволили разработать 5 возможных вариантов реализации оптимального построения многоканальных и многоточечных ИИС прочностного эксперимента. Возможны варианты составляющих блоков, что важно при реализации конкретных ИИС. Разработанные алгоритмы цифровых устройств управления и приема данных позволяют создавать конкретные программы сбора данных для используемых в системе компьютеров. Принципы построения ИИС даны в обобщенном виде, что, позволит использовать результаты и в других областях. Названия узлов отражают только их необходимую и достаточную функцию, хотя многие из них реализованы с помощью персональных компьютеров.

Одна из 5 возможных структур ИИС дана на Рис.24.

■ 'Тй

р Грг1

, I 6

'I Г

I * к

11

упр 1 I

хс

• п

11X1. ц_;

*

Рис.24.

ГТ С? - -г

Ь^7

£

11 Ч

'

-Ч н I'.

АЦП

ЗУ 9

команд]

V

асл! рч>

1' 'Дет'

ПуСК;

Г

[и <1

Гот/Ц

Ь

:■ у

1 г -И-1

^сигЬхр

ЗУ

данных

1 О 1 !

1

I 'II

н , 14

% ' 1 1 — I! 1

• \ЛЛ ^ ! II

> к?0<><А

ЕЛОК синхронизации ¡-^т:," {:.

1 I ГТГо тК~ } —1 ГГопЩ I ! ( - I I

¡строе } ■ , |_ (_| 1 строе' ____(

управление 1 ! . ? о 1 I I приём

ЦИФРОВОЕ УСТРОИСТВО . данных

ИИС содержит: тактовый генератор Г 1, многоканальный АЦП 2, коммутаторы К 3, нормализаторы Н 4, цифровое устройство ЦУ 5 управления и приема данных, регистры Рг 6 команд, формирователь ФУН 7 управления Н, счетчик-делитель СД 8, запоминающее устройство ЗУк 9 команд, запоминающее устройство ЗУд 10 данных, блок БС 11 синхронизации.

Генератор Г выдает тактовые сигналы (ТС) /, идущие на СД с коэффициентом деления п (число Н). СД считает ТС / и выдает на выходе деления сигналы //п цикла нормализации {ЦН) через каждые п ТС £ а на счетном выходе - эквивалент числа ТС АЦП пускается каждым ТС а через управляющий вход последовательно по сигналам со счетного выхода СД подключает входы для АЦП сигналов Н с цикличностью, равной ЦН (время работы Н). Все Н работают параллельно, по сигналам ФУН, пускаются одновременно синхронно с //п ЦН и по окончании его в следующем ЦН имеют на выходе в своей аналоговой памяти результаты предыдущего ЦН. ЗУд берет результаты с АЦП по сигналам его конца преобразования, идущим на вход управления записью ЗУд. Однозначность порядка (начала) укладки в ЗУд результатов по расположению Н создается сигналами на синхровходе ЗУд, чем могут быть сигнал //п ЦН с выхода деления или со счетного выхода СД. Прием результатов из ЗУд осуществляется ЦУ последовательно по сигналам на входе управления считыванием. ЗУк имеет для команд один вход и п выходов. Входные командные сигналы идут из ЦУ в ЗУк последовательно и имеют адресную часть, в соответствии с чем происходит запись й выдача на выходы соответствующих командных сигналов, которые хранятся до поступления новых. Командные сигналы идут на входы Рг в соответствии с выходами ЗУк, переписываются в Рг по сигналам ЦН с выхода деления СД и поступают на управляющие входы К, в соответствии с чем и подключаются входы системы к Н. Т.е. подключение входов К к Н в соответствии с командами, имеющимися на выходах ЗУк, нормализация входных сигналов, АЦП и запись результатов в ЗУд происходит циклически, безостановочно, синхронно с работой Г и СД независимо от ЦУ. ЦУ выдает пакет последовательных п команд сразу после каждого сигнала на его управляющем входе команд и берет пакет последовательных и результатов (при наличии управляющего входа данных сразу после появления каждого сигнала на выходе готовности данных БС). Соответствие пакетов команд и данных и их состава осуществляется в ЦУ путем сопоставления последовательности исходно установленных команд с последовательностью принятых данных. Выдача каждой команды и прием каждого результата в ЦУ сопровождается своим стробом. Сигналы управления для ЦУ вырабатываются БС, исходным сигналом для работы которого является сигнал ЦН на его синхровходе.

Общее время измерения ИИС равно: Т= Т„уск+Д-Ти+2ТН+ Т„ри1„ *=Д-Тц, где Тпуск и Т„р„ем - время на запуск и прием данных много меньше Тц~ времени работы нормализатора, Д»\ - число входов ИИС.

Следовательно, реализуется максимальное быстродействие ИИС, определяемое только временем Тн работы и совершенством нормализаторов.

Разработанные принципы и варианты структурно-функционального построения ИИС позволяют реализовать максимально возможное быстродействие (определяемое только возможностями разработанного способа измерения), одновременно повышая, при этом, их точностные характеристики.

ГЛАВА VI. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Метрологическое обеспечение измерений при исследовании прочности конструкций JIA — важнейший аспект реализации требуемой точности прочностного эксперимента. Ответственное место имеют имитаторы сигналов датчиков, особенностью которых здесь являются требования одновременно высокой точности и высокого быстродействия задания образцовых ступеней. Известную трудность в прочностном эксперименте составляет обеспечение требуемой точности на испытательных стендах силоизмерительных каналов стационарной ИИС, территориально удаленной от градуировочного стенда.

ИМИТАТОРЫ СИГНАЛОВ ТЕНЗОРЕЗИСГОРНЫХ ДАТЧИКОВ

Создан ряд новых многопроводных имитаторов с использованием (кроме шунтирующих) дополнительных резисторов, расположенных в отводящих выводах, что значительно повышает точность при высоком быстродействии.

Одиночный тензорезистор: (например, 'один из 4 разработанных типов дан на Рис.25). Формула имитации здесь:

дr - Д0(Д0 + Д1 + Л2) + Д1Д2

RQ + RÍ + R2 + Rm Погрешность имитации здесь из-за наличия коммутирующего элемента г:

_ rÁR ¡(. R\ R2 Rl R2Л . пп0/

Siа--/ 1 +-+-+--» 0,09% для

RQ1/1. R0 R0 R0R0J

| 120 Ом, R1=R2=480 Ом, г=70 Ом,ЛД=4,8 Ом, что в 25 раз лучше, чем у обычных имитаторов.

Вариант с двумя резисторами в смежных выводах позволяет реализовать даже положительное эффективное приращение сопротивления, что часто - весьма полезно.

И

Рис,25,

И

Тензорезисторнын полумост: (например, один из 8 разработанных типов - на Рис.26): R0 + R2 + 2R3

U--

-Е.

\ Я 0,007%

R0+R2 + 2R2 + 2Rm

Погрешность имитации здесь из-за

наличия коммутирующего элемента г:

_ 2r U}(. R2 R3 R2R3\

5 к-— / 1+— + 2— + 2--

ROE/I R0 R0 R0R0J

для R0 = 120 Ом, U/E = 0,0025, г = 70 Ом,

R¡ = R3 = 480 Ом, что в 45 раз лучше, чем у

обычных имитаторов.

Созданный ряд имитаторов дает возможность гибко использовать их в конкретных условиях метрологического применения.

СПОСОБ ГРАДУИРОВКИ СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ИИС

Основным параметром статических испытаний на прочность конструкций ЛА, является нагрузка, от точности измерения которой в значительной степени зависит конечная точность эксперимента.

Разработан новый способ градуировки силоизмерительных каналов ИИС, обеспечивающий высокую точность измерения сил на испытательных стендах стационарной ИИС, территориально удаленной от градуировочного стенда, и сокращающий в 1,5-2 раза затраты на эксплуатацию относительно автономных средств регистрации, транспортируемых после градуировки с линиями связи на испытательный стенд для проведения измерений.

Способ заключается в следующем. На градуировочном стенде (Рис.27) с подключенным через линии связи сило-измерительным датчиком градуируют (как обычно) ИИС и вычисляют коэффициенты К) и Мщ градуировоч-ной характеристики^

и) Гридунрмжный стенд

Опрняриитя успытаматымя .шмтш

Рис.27.

Стон 1\1сркт&и>иый датчик

Сиюпл чшритыышА система

Илштачтр датчика

6} ИсчымительчыИ стенд .

где N1 — результат измерения силы Р при нагружении датчика образцовой испытательной машиной; Ыщ - начальное смещение характеристики при Р=0; К1 — коэффициент преобразования. Затем вместо датчика через те же линии связи подключают имитатор и измеряют образцовые сигналы имитатора; по результатам вычисляют коэффициенты и ¿1 функции преобразования ИИС градуировочного стенда:

И. ишшпюр датчики

Ситогп исрипмяъная система

где

ивх — сигналы имитатора; М - результат измерения сигнала имитатора.

Далее переносят датчик и имитатор на испытательный стенд (Рис.27) со стационарной ИИС, через линии связи подключают имитатор, измеряют образцовые сигналы имитатора и по результатам вычисляют коэффициенты а2 и Ь2 функции преобразования силоизмерительного канала ИИС:

где [/„—сигналы имитатора; N2 — результат измерения сигнала имитатора.

Градуировочная характеристика ИИС испытательного стенда имеет вид:

Р-К^-Мп),

где:

— из системы приведенных уравнений.

Окончательно:

а, -//„.

Рассмотренный способ градуировки используется в ИИС «Прочность-КН».

ГЛАВА VII. СОЗДАННЫЕ ИИС И АППАРАТУРА

Результаты разработок и исследований реализованы и апробированы в течение ряда лет в различных объектах и режимах на ряде предприятий СНГ. Все приборы и системы построены на основе разработанных помехоустойчивого способа измерения и преобразователей сигналов тензорезисторных (и терморезисторных) датчиков в различных вариантах. Способ реализован при ограничениях по уровню и по мощности с 4 равноотстоящими отсчетами как с биномиальными весовыми коэффициентами, так и синтезом частотной характеристики подавления, настроенной на помеху 0 и 50 Гц. В ТА способ использован двукратно: и для уменьшения аддитивной погрешности преобразования - 2 группы по 4 отсчета. Детекторы построены по принципу аналогового весового полусумматора с вычитанием и по принципу последовательного , получения конечных разностей до 3-го порядка и с узлом циклического весового суммирования на выходе. В преобразователях сигналов датчиков применены все основные разработанные схемы. В результате получены высокие возможные совокупные характеристики измерительного оборудования для исследования прочности конструкций ЛА.

АППАРАТУРА «16 ДЕЛЬТА»

ТА типа «16 Дельта» - это функционально единый многоканальный прибор с 16 сменными нормирующими (±10 В) преобразователями сигналов одиночных и мостовых тензо- и терморезисторных датчиков и термопар (Рис.28).

■ Выпущены модификации:

• •'* «16 Дельта-1», «16 Дельта-3»,

«16 Дельта-5», «16 Дельта-6»,

Особенности: точность, разрешающая способность, помехоустойчивость при высоком быстродействии, малом токе датчиков, большой их удаленности.

Характеристики: разрешающая способность — 0,5...5-10-7 о.д.; приведенная систематическая погрешность — 0,025%; дрейф нуля — 0,005% (15 дней) :.. 0,01% (90 дней); нелинейность - 0,005%; собственный шум - 0,025%; допустимое удаление датчиков — 250 м; быстродействие — 1250 преобр/с; помехоподавление (50 Гц, норм/вида) — более 80 дБ; время прогрева — 30 с; эффективный ток питания датчиков — 7 мА; мощность потребления — 45 Вт; вес — 16 кг. Возможно улучшение одних характеристик за счет других.

ТА допускает текущую модернизацию, обеспечивая ее универсальность, и предназначена для использования как в качестве самостоятельного прибора, так в составе различных по назначению и объему ИИС.

Рис.28.

«16 Дельта-7», «16 Дельта-8», «16 Дельта-10».

ИИС «ПРОЧНОСТЬ-Л».

ИИС «Прочность-Л» является лучшей базовой моделью ИИС нового поколения для исследования прочности конструкций летательных аппаратов.

Персональный кампьютер

v Рис.29.

Имитаторы датчиков

ИИС содержит модуль измерительный системный МИС со сменными НП, выносные коммутаторы датчиков КД, персональный компьютер (Рнс.29) и имеет 4 независимых системных канала (Рис.30).

! .......... ' ......................

чвани

Особенности', точность, разрешающая способность, помехоустойчивость при высоком быстродействии, малом токе датчиков, большой их удаленности без необходимости компенсации активных и реактивных составляющих сопротивлений входных измерительных линий, малом объеме оборудования

Характеристики: число датчиков — до 2048 (4096); быстродействие -10000 изм/с; общее время опроса датчиков — 0,2.(0,4) с; помехоподавление (норм/вида 50, 100, 150, 250, 400,-500, 1000, 1500, 2000 Гц)-90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10 дБ; допустимое удаление датчиков — 250 м; приведенная к диапазону систематическая погрешность -0,05%; СКО случайной погрешности — 0,08%; завал АЧХ измеряемого сигнала частотой 130, 180, 260, 370, 580, 820 Гц - 0,25, 0,5, 1, 2, 5, 10 %; эффективный ток питания датчиков — 7 мА; мощность потребления - 45 Вт; вес МИС(КД) - 16(1,1) кг. Возможно улучшение одних характеристик за счет других.

ИИС «Прочность-Л» позволяет обеспечить высокую эффективность исследований прочности конструкций ЛА в тяжелых условиях эксперимента с учетом перспективных требований.

ВЫВОДЫ

1. Создан и всееторонне исследован способ измерения, позволяющий при высоком быстродействии эффективно подавлять аддитивные помехи прочностного эксперимента, а также его характерные оптимальные варианты: с максимальным быстродействием, с максимальным помехоподавлением, с минимальными энергетическими затратами, с синтезированной частотной характеристикой помехоподавления, с интегрирующим принципом измерения, и аппаратная автокомпенсация температурных погрешностей тензорезисторных датчиков.

2. Разработаны и исследованы оптимальные варианты реализаций данного способа измерения, даны рекомендации для различных условий использования.

3. Создан и исследован ряд оригинальных быстродействующих высокоточных преобразователей приращения сопротивления тензорезисторных датчиков в электрическое напряжение, удаленных на значительные расстояния.

4. Предложенные принципы оптимального системного структурно-функгрюналь-ного построения многоканальных, многоточечных ИИС позволяют реализовать максимальное быстродействие и высокую точность измерений.

5. В рамках метрологического обеспечения созданы прецизионные имитаторы сигналов тензорезисторных датчиков для аттестации, поверки и метрологических исследований быстродействующих ИИС, а также способ градуировки стационарной силоизмерительной ИИС, позволяющий повысить точность измерения сил и значительно сократить трудоемкость метрологических работ.

6. Создан и используется ряд эффективных образцов измерительного оборудования для исследований конструкций ЛА на прочность, отвечающих современным и перспективным требованиям: 24 модификации ИИС, включая типы «Ресурс-23», «ИС-АС», «Прочность-Л»; 7 модификаций ТА типа «16Дельта».

7. Апробированы и другие возможности созданных ИИС и ТА, например: динамические (30 Гц) ресурсные испытания лопастей вертолетов; исследования распределения давления в аэродинамических трубах; ударные испытания шасси вертолетного стенда; вибрационные испытания (8 Гц) элементов конструкции вертолета Ми-8; автоматизация нагружгнш натурных конструкций ЛА; автоматизация метрологических работ по аттестации ИИС, тензорезисторов; исследования прочности маподеформируемых (до 10"8 о.д.) изделий (керамических лопаток газотурбинных двигателей); измерения температуры и давления газоперекачивающих агрегатов; измерения перемещений и усилий клетей прокатного стана; тензометрирование трубопроводов на дне Черного моря; тензометрирование при криогенных (4К) температурах и интенсивных (8Т) магнитных полях.

8. Созданные ИИС и ТА внедрены в 18 организациях, включая: ЦАГИ им. Жуковского, ОКБ им. Сухого, ОКБ им. Микояна, АНТК им. Туполева, ММЗ им. Ильюшина, ОКБ им. Яковлева, АНТК им. Бериева, ЛИИ им. Громова, ЭМЗ им. Мясищева, завод РОСТВЕРТОЛ, ГРЦ им.Макеева, РЭЦ ГосНИИ ЭРАТ ГА.

9. На базе созданных ИИС и ТА проведены статические и ресурсные прочностные испытания самолетов: С-37 «БЕРКУТ», МИГ-23, МИГ-25, ЯК-40, ЯК-42, ТУ-134. ТУ-144, ТУ-154, ТУ-204, ТУ-334, ИЛ-18, ИЛ-86, ИЛ-96, ИЛ-114 и др..

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ

1) Шевчук В.В.. Способ уменьшения аддитивной погрешности в измерительных устройствах. "Автометрия", 1978, №4.

2) Корниенко М.И., Подборонов Б.П., Фурман A.B., Шевчук В.В. Многоразрядный управляемый магазин сопротивлений. A.c. №725222, 1980; Патенты: США, №4157494, 1979; Англии, №1573696, 1980; Канады, №1104210, 1981; Австралии, №516001, 1981; Франции, №2430654,-1981; ФРГ, №2823348, 1983.

3) Шевчук В.В: Способ измерения напряжения. А.с,№7037б5,1979.

4) Шевчук В.В. Устройство для измерения сигналов. А.с.№б87608, 1979.

5) Шевчук В.В. Ячейка аналоговой памяти. А.с.№698055, 1979.

6) Шевчук В.В. Демодулятор. А.с.№744962, 1980.

7) Шевчук В!В. Мостовой преобразователь. А.с.№859934, 1981.

8) Бреннерман В.М., Шевчук В.В. Синхронный демодулятор. А.с.№930б44,1982.

9) Шевчук В.В., Бреннерман В.М. Способ передачи и приема аналогового сигнала низкой частоты. А.с.№926781, 1982.

10) Корниенко М.И., Новиков Г.С., Шевчук В.В. п др. Специализированная ИИС для исследования прочности и ресурса натурных конструкций. Труды ВНТК "Перспективы и применение тензометрии". Фергана, 1983.

11) Корниенко М.И.,Шевчук В.В. и др..Некоторые особенности специализированной ' ИИС для исследования прочности и ресурса натурных конструкций. Труды YIII

ВНТК "Тензометрия-83". Свердловск, 1983.

12) Шевчук В.В, Способ повышения помехоустойчивости тензометрическои аппаратуры. Труды УШ Всесоюзной НТК "Тензометрия-83". Свердловск, 1983.

13) Евсеева Н.И., Кадышев A.B., Калиниченко В.В., Корниенко М.И., Шевчук В.В. и др. ИИС "Ресурс-23/27". Труды ЦАГИД984, №2227.

14) Шевчук В.В. Уменьшение погрешности измерения при аддитивных помехах. Труды ЦАГИ, 1984, №2219.

15) Шевчук В.В. Устройство для передачи сигналов. А.с.№1067608, 1984.

16) Шевчук В.В. Эффективность способа уменьшения погрешности измерения при и использовании независимых изменений измеряемой величины и помехи. Труды ЦАГИ, 1984, №2219. •

17) Шевчук В.В. Быстродействующий помехоустойчивый способ измерения малых сигналов. Труды ЦАГИ, 1985» №2277.

18) Шевчук В.В. Нормирующий преобразователь приращения сопротивления датчиков для многоканальных ИИС. V Всесоюзный симпозиум по ИВС. Кишинев,1985.

19) Шевчук В.В. Полумостовой измеритель сопротивления. A.c.№1196773, 1985.

20) Шевчук В.В. Преобразователь разности сопротивлений. А.с.№12253б4, 1985.

21) Шевчук В.В. Синтез АЧХ подавления помех в измерительных устройствах. V Всесоюзный симпозиум по модульным ИВС. Кишинев, 1985.

22) Беклемищев А.И.,Ильин Ю.С.,Шевчук В.В. и др. Автономная передвижная тензо-метрическая ИИС"Прочность-А".Труды 1ХВНТК"Тенэометрия-86".Кишинев, 1986.

23) Шевчук В.В. Прецизионный нормирующий преобразователь для мостовых тензорезисторных датчиков. Труды IX ВНТК "Тензометрия-86". Кишинев, 1.986.

24) Шевчук В.В. Синтез частотной характеристики подавления аддитивных помех в измерительных устройствах. Автометрия, 1986, №1.

25) Шевчук В.В. Устройство для преобразования тока. A.c. №1292449, 1986.

26) Беклемищев А.И., Шевчук В.В. и др. Автономная передвижная тензо-метрическая система "Прочность-А". Приборы и системы управления, 1988, №2.

27) Шевчук В.В. Тензометрическая аппаратура "16Дельта". Межотраслевой научно-технический сборник. Научно-технические достижения", 1988, №3.

28) Беклемишев А.И., Ильин Ю.С., Клокова Н.П., Шевчук В.В., Харченко А.Г. Комплекс измерительных средств для исследования теплового и напряженного состояния натурных конструкций. Труды ВНТК "Методы и средства измерения механических параметров в системах контроля и управления". Пенза, 1989.

29) Беклемищев А.И., Ильин Ю.С., Клокова Н.П., Шевчук В.В., Харченко А.Г. Комплекс измерительных средств для исследования теплового и напряженного состояния натурных конструкций. Труды X ВНТК "Тензометрия-89". Свердловск.

30) Беклемищев А.И., Ильин Ю.С., Шевчук В.В., Шпон В.Д. ИИС "Прочность-А" для исследования прочности конструкций. Труды Международной НТК ИМЕКО "Испытательное оборудование для экспериментальных исследований механических свойств материалов и конструкций", Москва, 1989.

31) Калиниченко В.В., Шевчук В.В. "Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. А.с.Кф: 1491172, 1491173, 1491174, 1491175, 1492928, 1492929, 1492930,1492931,1492932,1492933,1989.

32) Шевчук В.В. Дистанционный шунт. A.c. №1501727,1989. "

33) Шевчук В.В. Имитатор дисбаланса полумоста. А.с.№1532878, 1989.

34) Шевчук В.В. Имитатор дисбаланса полумоста. А.с.№1549338, 1989.

35) Шевчук В.В. Линейный преобразователь сигналов полумостовых ■ тензо-резисторных датчиков. Труды X ВНТК "Тензометрия-89". Свердловск, 1989.

36) Шевчук В.В. Имитатор дисбаланса полумоста. А.с.№1574035, 1990,

37) Шевчук В.В. Имитатор дискретного приращения сопротивления тензорезистора. А.с.№1551979,1990. . -

38) Шевчук В.В. Способ измерения интегрирующими приборами'при апериодических помехах. Труды ЦАГИ, 1990, №2464. '

39) Шевчук В.В. Способ настройки тензометрических преобразователей. A.c. №1654648, 1991. "

40) Шевчук В.В., Щпон В.Д. Многоканальный регистратор. A.c. №№: 2020420, 2020421,2020422,2020423,2020424,1991.

41) Шевчук В.В. Имитатор дискретного приращения сопротивления тензорезистора. А.с.№2023979, 1992. . "

42) Шевчук В.В. Фильтр (его варианты). А.с.№1807830, 1992.

43) Зубов Е.Г., Лебедева А.И., Харченко А.Г., Шевчук В.В. Способ градуировки тензометрической измерительной системы стационарно установленной на испытательном стенде... Патент РФ №1760389, 1992. .

44) Ильин Ю.С., Зубов Е.Г., Шевчук В.В., Перунина O.A. Методика и технические средства при тепловых испытаниях гиперзвуковых конструкций. Труды ВНТК "Исследования гиперзвуковых течений и гиперзвуковые технологии", ЦАГИ, 1994.

45) Беклемищев А.И., Зубов Е.Г., Илыш Ю.С., Ордынцев В.М., Шевчук В.В. Опыт применения и перспективы развития сети измерительных информационных систем "Прочность". Труды ЦАГИ, 1997, №2623.

46) Зубов Е.Г., Лебедева А.И., Шевчук В.В. Способ контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации. А.с.№2077063, 1997.

47) Зубов Е.Г.,Ильин Ю.С.,КодинаИ.А., Лебедева А.И., Перунина O.A., Шевчук В.В. Способы градуировки силошмерительных систем. Труды ЦАГИ, 1998, №2633.

48) Шевчук В.В. Способ температурной автокомпенсации тензорезисторных

■ датчиков. Труды ЦАГИ, 2001, №2651. .

lin мпешш к печати 22Л-02г. Формат 60x84 1/16. Объем 1.0 îi.i. '¡акт 77 Тир. НЮ -жэ.

Ротапринт ЦАГИ, 140180. г .Жуковский. уЖ> конского, л. I

O.A. ОСОБЕННОСТИ ТЕНЗОМЕТРИИ.

O.A. 1. Достоинства тензорезисторов.

O.A.La. Метрологические.

O.A.l.b. Эксплуатационные.

O.A.I.e. Экономические.

О.А.2. Проблемы тензометрии.

O.A. 2. а. Точностные требования.

О.А.2.Ь. Мешающие факторы.

O.A. 2. Электромагнитные помехи.

O.A.2.d. Входные измерительные линии.

О.В. ОБЗОР ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

О.В.1. Назначение и особенности ИИС.

О.В.2. Основные характеристики.

О.В.З. Тензометрические системы СНГ.

О.В.4. Тензометрические системы дальнего зарубежья.

О.С. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

О.С.1. Актуальность задачи.

О.С.2. Цель исследований.

О.С.З. Основные задачи исследований.

О.С.4. Научная новизна.

О.С.5. Практическая ценность и значимость.

О.С.6. Типы созданных средств тензометрии.

О.С.б.а. Нормирующие преобразователи.

О.С.б.Ь. Тензометрическая аппаратура.

О.С.б Измерительные информационныестемы.

О.С.7. Организации использования результатов исследований.

О.С.8. Виды использования результатов исследований.

О.С.9. Апробация результатов исследований.

О.С. 10. Демонстрации на выставках.

0.С.11. Публикации.

О.С. 12. Структура и объем работы.

О.С.13. Содержание работы.

ГЛАВА I ПОМЕХОУСТОЙЧИВЫЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ.

1.Д. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОБОСНОВАНИЯ.

1.А.1. Исходные положения.

1.А.1.а. Помеха - конечный степенной полином.

1.А.1.Ь. Разделенная разность помехи.

1.А.1.Ъ.1 Свойства разделенных разностей.

1.А.1.С. Конечная разность помехи.

1.А.1.С.1 Свойства конечных разностей.

1.А.2. Организация процесса.

1.А.2.а. Результаты наблюдений.

1.А.2.Ь. Пропорциональные изменения измеряемой величины и помехи.

1.А.2.С. Результат измерения.

1.А.2Л Измеряемая величина - постоянна.

1.А.2.е. Условие реализуемости.

1.А.2./. Непропорциональные изменения измеряемой величины.

1.А.2Методика способа.

1.А.З. Минимизация погрешности измерения.

1.А.З.а. Ограничение по уровню Т:.

1.А.З.Ь. Ограничение по средней мощности Р:.

1.А.З.С. Ограничение по энергии (работе) А:.

1.А. 3.(1. Сопоставительный анализ.

1.В. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ПОМЕХОПОДАВЛЕНИЯ.

1.В.1. Помеха - полином произвольной степени.

1.В.2. Помеха - гармоническая функция.

1.В.З. Помеха и измеряемая величина - гармонические функции.

1.В.4. Выводы для регулярных процессов.

1.В.5. Помеха и измеряемая величина - случайные функции.

1.С. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗУЕМОСТЬ.

1.С.1. Фактический результат измерения.

1.С.2. Анализ составляющих погрешностей.

1.С.З. Суммарная остаточная погрешность.

1.С.4. Помеха - гармоническая функция.

1.С.5. Выводы.

Ш ВЫВОДЫ.

ГЛАВА II. ОПТИМИЗАЦИЯ СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ.

II.A. МИНИМИЗАЦИЯ ВРЕМЕНИ ИЗМЕРЕНИЯ.

II.A.1. Способ с минимальным временем измерения.

II.A.l.a. Исходные положения и сущность способа.

НА.l.b. Эффективность помехоподавления.

II.A.Le. Влияние погрешностей выполнения алгоритма.

II.A.l.d. Помеха - высокочастотная.

II.A. I.e. Помеха - случайная.

II. A. l.f. Частотные характеристики по измеряемой величине.

II.A.l.g. Конкретные практические примеры.

ILA.2. Способ с минимальными энергетическими затратами.

II.А. 2. а. Исходные положения и сущность способа.

II.A.2.b. Эффективность подавления помех.

И. А.З. Выводы.

II.B. СИНТЕЗ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПОМЕХОПОДАВЛЕНИЯ.

II.B.1. Способ для равных промежутков времени между отсчетами

II.В.La. Организация способа и его эффективность.

1I.B. 1.Ъ. Влияние погрешностей выполнения алгоритма.

II.B.2. Способ с минимизацией времени измерения.

II.B.3. Выводы.

U.C. ИНТЕГРИРУЮЩИЙ СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ.

U.C. 1. Исходные положения и сущность способа.

II.C.2. Амплитуда помехи - постоянная.

II.C.3. Амплитуда помехи - полиномиальная.

II.C.4. Амплитуда помехи - экспоненциальная.

II.C.5. Выводы.

II.D. ТЕМПЕРАТУРНАЯ АВТОКОМПЕНСАЦИЯ ТЕНЗОДАТЧИКОВ.

ILD. 1. Исходные положения.

II.D.2. Этапы автокомпенсации.

II.D.3. Аналитические соображения.

II.D.4. Реальный результат использования.

II.D.5. Функциональная реализация.

II.D.6. Выводы.

II.E. ВЫВОДЫ.

ГЛАВА 111 РЕАЛИЗАЦИЯ СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ.

III.А. СТРУКТУРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ.

III.A.1. Основные варианты структуры.

III.A.2. Детектор с аналого-цифровым преобразователем.

III.А. 2. а. Основные модификации. lII.A.2.b. Модификации с узлом весовых коэффициентов и сумматором.

III.А.З. Весовой сумматор.

Ш.А.З.а. Вариант с полным весовым сумматором.

Ш.А.З.Ь. Вариант с весовым полусумматором.

Ш.А.З Вариантузлами разни.

Ш.В. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ.

III.B.1. Принципы построения весового сумматора.

III.B.l.a. Весовое интегрирование сигнала.

III.B.l.b. Весовое суммирование выборок.

III.B.2. Весовой сумматор с позиционным суммированием.

III. В. 2. а. Вариант с полным весовым сумматором.

III. В. 2. Ъ. Вариант с весовым полусумматором.

111.В.2.С. Вариант с узлами разности и неполным весовым сумматором. lII.B.2.d. Вариант с вычитателями.

III.B.3. Весовой сумматор с накапливающим суммированием.

111.В.3.а. Блок весовых коэффициентов и вычитатель - совмещены.

Ш.В.З.Ь. Блок весовых коэффициентов и вычитатель - раздельны.

III.B.4. Узел циклического весового суммирования.

Ш.ВЛ.а. Исходные обоснования.

Ш.ВА.Ъ. Последовательно-параллельные преобразователи информации.

1I1.B.4.C. Варианты весового сумматора.

Ill.BA.d. Преобразователи информации в параллельную.

III.B.5. Весовой сумматор с использованием узлов разности.

Ш.В.5.а. Варианты с позиционными элементами. lll.B.S.b. Варианты с накапливающими элементами.

III.B.6. Комбинированное построение.

III.B.7. Другие узлы устройства измерения.

Ш.ВЛ.а. Манипуляторы. lII.B.7.b. Узлы задержки.

III.C. ВЫВОДЫ.

ГЛАВА IV, ПРЕОБРАЗОВАНИЕ СИГНАЛОВ ДАТЧИКОВ.

IV.A. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

IV.A.1. Основные предъявляемые требования.

IV.A.2. Использование операционных усилителей.

IV.А.З. Подавление влияния сопротивлений проводов.

IV.B. ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ.

IV.B.1. Эквивалентная схема.

IV.B.2. Обобщенная схема.

IV.B.3. Практические схемы.

IV.C. ПОГРЕШНОСТИ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ.

IV.C.1. Погрешности от неидеальности характеристики усилителей. lV.C.l.a. Преобразователь 1.

IV.C.l.b. Преобразователь 2.

IV.C.l.c. Преобразователь 3.

IV.C.l.d. Преобразователь 4.

IV.C.l.e. Преобразователь 5.

IV.C.l.f. Анализ преобразователей.

IV.C.2. Погрешности от дрейфа напряжения смещения усилителей.

IV. С. 2. а. Преобразователь 1.

IV.C.2.Ö. Преобразователь 2.

IV.C.2.C. Преобразователь 3.

IV.C.2.d. Преобразователь 4.

IV.C.2.e. Преобразователь 5.

IV. С. 2.f. Анализ преобразователей.

IV.C.3. Погрешности от неидеальности образцовых элементов.

IV.D. ВАРИАНТЫ И МОДИФИКАЦИИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ.

IV.D.1. Преобразователи с регулируемой нелинейностью.

IV.D.2. Многоканальные преобразователи.

IV.D.3. Псевдомостовые преобразователи.

IV.D.4. Полумостовые преобразователи. lV.DJ.a. Преобразователи с одним операционным усилителем.

IV.DJ.b. Преобразователи с двумя операционными усилителями.

IV.D.4.C. Преобразователи с генератором тока.

IV.E. ВЫВОДЫ.

ГЛАВА V. СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ПОСТРОЕНИЕ ИИС.

V.A. ТРАДИЦИОННОЕ ПОСТРОЕНИЕ.

V.A.I. ИИС «Прочность» 1970-х гг.

V.A.2. ИИС «Ресурс-23» 1980-х гг.

V.B. РЕАЛИЗУЕМЫЕ ПРИНЦИПЫ И ОСОБЕННОСТИ.

V.B.I. Аспект метрологический.

V.B.2. Аспект быстродействия.

V.C. МНОГОКАНАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ.

V.C.I. ИИС без запоминающего устройства данных.

V.C.l.a. Структура системы.

V.C.l.b. Функционирование системы.

V.C.l.c. Алгоритм работы приемника данных.

V.C.l.d. Работа блока синхронизации.

V.C.2. ИИС без ЗУ и с сигналом разрешения приема данных.

КС.2.а. Структура системы.

V.C.2.b. Функционирование системы.

V. С. 2. Алгоритм работы приемника данных.

V. С. 2. d. Работа блока синхронизации.

V.C.3. ИИС с запоминающим устройством данных.

КС.З.а. Структура системы.

V. С. 3. Ъ. Функционирование системы.

V. С. 3. Алгоритм работы приемника данных.

V.C.3.d. Работа блока синхронизации.

V.D. МНОГОТОЧЕЧНЫЕ СИСТЕМЫ.

V.D.I. ИИС без запоминающего устройства данных.

V.D.l.a. Структура системы.

V.D.l.b. Функционирование системы.

V.D. I.e. Алгоритм работы приемника данных.

V.D.l.d. Раздельное устройство управления и приема данных.

V.D.2. ИИС с запоминающим устройством данных.;.

V.D.2.a. Структура системы.

V.D.2.b. Функционирование системы.

V.D.2.C. Алгоритм работы приемника данных.

V.D.2.d. Раздельное устройство управления и приема данных.'.

V.E. ВЫВОДЫ.

МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ.

VI.А. ИМИТАТОРЫ СИГНАЛОВ ОДИНОЧНЫХ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ

VI.A.1. Имитаторы с одним добавочным резистором.

VI. АЛ. а. Добавочный резистор в токовом проводе питания.

VI.A.l.b. Добавочный резистор в потенциальном проводе питания.

VI.A.2. Имитаторы с двумя добавочными резисторами.

VI.A. 2. а. Добавочные резисторы в смежных проводах питания.

VI.A.2.b. Добавочные резисторы в несмежных проводах питания.

VI. А.З. Выводы.

VI.B. ИМИТАТОРЫ СИГНАЛОВ ПОЛУМОСТОВЫХ ДАТЧИКОВ.

VI.B.1. Имитаторы с одним добавочным резистором.

VI.B.l.a. Добавочный резистор в токовом проводе питания.

VI.B.l.b. Добавочный резистор в потенциальном проводе (вариант 1).

VI. В. I.e. Добавочный резистор в потенциальном проводе (вариант 2).

VI.B.l.d. Добавочный резистор в выходном проводе.

VI.B.2. Имитаторы с двумя добавочными резисторами.

VI.B.2.a. Добавочные резисторы в смежных проводах питания.

VI.B.2.b. Добавочные резисторы в несмежных проводах питания.

VI. В. 2. Добавочные резисторы в выходном и токовом проводах.

VI.B.2.d. Добавочные резисторы в выходном и потенциальном проводах.

VI.B.3. Выводы.

VI.C. ДИСТАНЦИОННЫЙ ШУНТ ТЕНЗОРЕЗИСТОРОВ.

VI.D. СПОСОБЫ ГРАДУИРОВКИ СИЛОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.358 VI.D.1. Состояние вопроса.

VI.D.2. Способ градуировки силоизмерительных систем с имитатором силоизмерительных датчиков.

VI.D.2.a. Структурная схема.

VI.D.2.b. Операции способа.

VI.D.2.C. Данные градуировки.

VI.D.3. Способ градуировки силоизмерительных систем с коррекцией измерительной характеристики.

VI.D.3.a. Структурная схема.

VI.D.3.b. Операции способа.

VI.D.3.C. Результаты эксперимента.

VI.E. ВЫВОДЫ.

ГЛАВА VII. СОЗДАННЫЕ ИИС И АППАРАТУРА.

VII.A. АППАРАТУРА «16 ДЕЛЬТА».

VII.A.1. Описание аппаратуры.

VII.A.2. Экспериментальные исследования.

VII.А.З. Технические характеристики.

VII.B. ИИС «РЕСУРС-23».

VII.B. 1. Описание системы.

VII.B.2. Экспериментальные исследования.

VII.B.3. Технические характеристики.

VII.C. ИИС «РЕСУРС-23/27».

VII.C.1. Основные характеристики системы.

VII.C.2. Структура системы.

VII.C.3. Структура измерительной части системы.

VII.C.4. Входные коммутаторы и линии связи.

VII.C.5. Измерительный нормирующий преобразователь.

VII.C.6. Метрологические исследования системы.

VII.D. ИИС «ПРОЧНОСТЬ-А».

VII.D.1. Состав и построение.

VII.D.2. Измерительный тракт системы.

V1I.D.3. Основные характеристики системы.

VII.E. ИИС «Прочность-Л».

VII.E. 1. Функции.

VII.E.2. Принципы.

VII.E.3. Построение.

VII.E.4. Структура.

VII.E.5. Состав.

VII.E.6. Компоновка.

VII.E.7. Режимы.

VII.E.8. Функционирование.

VII.E.9. Основные характеристики.

VII.F. ВЫВОДЫ.

СОДЕРЖАНИЕ -10-ВЫВОДЫ.,.

Современный летательный аппарат представляет собой чрезвычайносложную конструкцию, которая при минимальном весе должна обладатьнеобходимыми аэродинамическим качеством и прочностью при большомразнообразии характерных для него эксплуатационных режимов.Несмотря на постоянное совершенствование теоретических методоврасчета, экспериментальные исследования прочности конструкцийлетательных аппаратов (ЛА) играют весьма важную роль в процессесоздания новых видов авиационной техники.В силу специфических требований, предъявляемых к летательнымаппаратам, приходится проводить обширные, большого объемаспецифические экспериментальные исследования в широком диапазоневоздействий в большом количестве точек конструкции.В настоящее время экспериментальные исследования конструкцийлетательных аппаратов уже практически невозможны без использованияавтоматизированных систем управления экспериментом, измерительныхинформационных систем (ИИС) и мош,ной вычислительной техники.Экспериментальные исследования прочности летательных аппаратов(ЛА) - завершающий этап испытаний на статическую прочность ивыносливость. Задача испытаний - получение действительных данныхо деформированном состоянии и фактической прочности конструкции.Испытания сводятся к заданию воздействий (нагрузок) и анализуее деформированного (напряженного) состояния.Объем и достоверность информации о состоянии конструкции,а, следовательно, и надежность окончательного, суждения о прочностилетательного аппарата, во многом определяются степенью совершенстваи эффективностью используемых измерительных информационных систем(ИИС) и тензометрической аппаратуры (ТА).O.A. ОСОБЕННОСТИ ТЕНЗОМЕТРИИНаиболее распространенным и универсальным видом измерений прииспытаниях конструкций летательных аппаратов на прочность и большогоряда других объектов науки и техники является тензометрия(электротензометрия) [24, 33,92, 115,116, 162,163,185, 204, 238, 261].С помощью тензометрии возможно измерение широкого спектранеэлектрических величин: перемещения, деформации, механическиенапряжения, силы, моменты сил, ускорения, давления, температуры,тепловые потоки и др. [241, 247, 272, 274, 276,292,372, 373,376-378].Теоретические предпосылки к использованию металлическихпроводников для измерения деформаций были разработаны Кельвинымеще в 1855 г. Первые попытки использования электрического провода дляизмерения деформаций были предприняты в 1931 г. Официальной датойпоявления проволочного тензопреобразователя считается 1938 г.В отечественной промышленности, технике и науке изготовлениеи применение проволочных тензорезисторов началось еще до ВеликойОтечественной войны [98], а после войны проволочная тензометрияполучила широкое применение в различных отраслях науки и техники.При статических испытаниях самолетов и их агрегатов проволочныетензорезисторы стали постоянно применяться в отечественной практикев 1945-1950 гг., что позволило организовать массовую тензометриюконструкций и значительно расширить возможности изучения и анализаих фактического напряженного состояния.В настоящее время в отечественной и зарубежной тензоизмерительной технике выпускаются и используются миллионыи миллионы тензорезисторов. Ни один из преобразователей,применяющихся при электрических измерениях неэлектрических величин,не получил такого широкого, поистине массового распространения[98,165,252].O.A.I. Достоинства тензорезисторовОбширное и массовое использование тензорезисторов обусловленоцелым рядом существенных достоинств, которые достаточно хорошоизучены и описаны [6,25, 57,163,206,281, 282, 283,284,286]:O.A.l.a. Метрологические• высокая точность преобразования деформации в сопротивление,• высокая линейность характеристики преобразования,• высокая повторяемость результатов преобразования,• достаточно высокая чувствительность,• весьма широкая полоса рабочих частот,• практическое отсутствие влияния на объект исследования,• широкий диапазон рабочих температур,• практическая безинерционность.О.АЛ.Ь. Эксплуатационные• простота размещения и установки,• возможность размещения в труднодоступных местах конструкции,• возможность измерения в большом числе точек,• простота и удобство снятия информации,• возможность передачи ее на значительные расстояния,• получение информации в реальном масштабе времени,• возможность непрерывного измерения,• длительность допустимого эксплуатационного срока,• малые размеры (габариты),• малый вес (масса).О.Л.1.С. Экономические• возможность изготовления разнообразных конфигураций,• массовое промышленное производство,• доступность приобретения,• приемлемая стоимость.O.A.2. Проблемы тензометрииПоложительные качества именно тензорезисторов обуславливают ихширокое применение и использование в электротензометрии в качествеисходного измерительного элемента - первичного измерительногопреобразователя (датчика). Однако при создании вторичногоизмерительного оборудования (измерительные преобразователи, схемы,аппаратура, приборы, системы и комплексы) приходится сталкиватьсясо специфическим набором сложных, труднорешаемых проблем.О.А.2.а. Точностные требованияИз-за малости относительного диапазона рабочих приращенийсопротивлений тензорезисторов (1...0,1%) даже при сравнительноневысокой требуемой точности получения результатов преобразованияотносительно преобразуемого диапазона приращений сопротивлений(погрещности порядка 1...0,1%), абсолютная требуемая точностьвыполнения всего алгоритма преобразования (включая, естественно,элементы измерительного оборудования) оказывается весьма и весьмавысокой (погрешности порядка 0,01...0,0001%).Выполняя обычные рядовые технические (промышленные)измерения, приходится методически работать с точностями на уровнесоответствующих образцовых средств.О.А.2.Ь. Мешающие факторыПоложение усугубляет наличие в процессе измерений целого рядахарактерных мешающих факторов:• электромагнитные наводки,• сопротивления соединительных линий и их вариации,• утечки токов измерительных цепей,• термо-э.д.с,• температура,• влажность и др.Кроме того, увеличивают уровень их воздействия:• рост энергоемкости испытательных установок и залов,• рост размеров испытуемых конструкций и испытательных залов,• увеличение количества объектов исследования,• расширение диапазонов исследований,• усложнение программ испытаний.0.А.2.С, Электромагнитные помехиОсобое место среди мешающих факторов в реальных условияхпрочностного эксперимента занимают электромагнитные помехи(наводки). Приходится оперировать с очень малыми полезными сигналамина фоне помех промышленных частот высокого уровня.Причем:• мероприятия по изоляции источников этих помех, как правило,уже исчерпаны или не возможны,• экранирование измерительных цепей (если возможно), хотя и даетсущественный эффект, в ряде случаев - не достаточный,• увеличение отношения сигнал/шум за счет увеличения величиныпротекающего через тензорезистор электрического тока ограниченопоявлением дополнительных погрешностей измерения от егоперегрева, и также практически исчерпано [131].O.A.2.d. Входные измерительные линииС точки зрения влияния сопротивлений входных соединительныхлиний и утечек в измерительных цепях электротензометрия охватываетпроблемы измерения как малых, так и больших (утечки) сопротивлений.Реактивные составляющие сопротивлений длинных измерительныхлиний ограничивают быстродействие тензоизмерений, а чаще практически определяют его.Разветвленная многоступенчатая коммутация датчиков в системахи большая протяженность измерительных линий усугубляют проблемы.O.B. ОБЗОР ТЕНЗОМЕТРИЧЕСКИХ СИСТЕМОснову измерительных информационных систем для исследованияпрочности конструкций летательных аппаратов составляюттензометрические системы.Проблемам создания тензометрических преобразователей,устройств, аппаратуры, приборов и систем уделяют большое и постоянноевнимание такие известные организации как:ЦАГИ, ВНИИ ЭП, ИМаш РАН, СибНР1А,ЦНИИМаш, ВНИИМСО, ХАИ,ЛИИ, МАИ, МЭИ, МГТУ, РРТИ, КуАИ, ПНИ, ЛПИ и др.Существенный вклад в решение этих проблем внесли:Анисимов В.И., Беклемиш;ев А.И.,, Богданов В.В., Бреннерман В.М.,Бутусов И.В., Волгин Л.И., Гальперин М.В., Гутников B.C., ДайчикМ.Л.,Зубов Е.Г., Ильин Ю.С, Исмаилов Ш.Ю., Кавалеров Г.И., Карандеев К.Б.,Кедров В.В., Ковшов В.Д., Колесников Л.А., Куликов СВ.,Куликовский Л.Ф., Малиновский В.Н., Михеев А.А., Моисеенко А.С.,Морозов Н.И., Нестеренко А.Д., Нетребенко К.А., Нечаев Г.И.,Новиков А.И., Новицкий П.В., Образцов И.Ф., Ордынцев В.М.,Орнатский Н.П., Осадчий Е.П., Паценкер Б.Л., Полин Е.А.,Полонников Д.Е., Пригоровский Н.И., Серьезнов А.Н., Скалевой В.В.,Скобелев О.П., Соколов С., Соколянский В.П., Темников Ф.Е.,ЦапенкоМ.П., Цветков Э.И., Шахов Э.К., Шведов В.П., ШляндинВ.М.,Шрамков Е.Г. и многие другие ученые и инженеры.Автор выражает искреннюю сердечную признательностьи благодарность всем ученым, конструкторам, инженерам и техникам,осупдествлявших помош;ь и принимавшим участие в реализацииего разработанных научных идей и инженерных задумок.O.B.I. Назначение и особенности ИИСИзмерительные информационные системы для исследованияпрочности конструкций летательных аппаратов должны обеспечиватьполучение, сбор, обработку и представление цифровой измерительнойинформации с различных датчиков прочностного эксперимента [231, 232].Основные измеряемые величины:деформации, усилия, давления,линейные перемещения,температуры, тепловые потоки.Основные типы датчиков:одиночные тензорезисторы,тензорезисторные мосты и полумосты,термометры сопротивления, термопары.Основные особенности прочностного эксперимента:• массовость, разбросанность и удаленность точек измерения,• высокий, неконтролируемый уровень промышленных помех,• нестационарность нагружения (особенно при ресурсных испытаниях),• динамичная картина деформированного состояния конструкций(особенно при предельных нагрузках, при текучести и разрушении).При измерениях сил, давлений и перемещений возможнаиндивидуальная градуировка преобразователей. Но требование к точностиизмерительной аппаратуры здесь значительно выше.Постоянное развитие науки и техники продолжает усиливатьтребования в этом виду измерений, выдвигая при этом ряд новых [205].Напряду с повышением требований к точностным характеристикам,выдвигаются и требования улучшения эксплуатационныхи экономических показателей измерительного информационногооборудования.O.B.2. Основные характеристикиОсновные технические характеристики тензометрическойаппаратуры и систем достаточно полно исследованы и изложены в рядеработ [43, 46, 50,51,52,54, 65,71,79, 89,90,102, 104-110, 123, 135, 225,254, 265,140,141,279,285,312, 368].Потребительские характеристики• общее количество точек измерения,• типы датчиков,• допустимая удаленность датчиков,• быстродействие,• общее время опроса всех точек измерения,• погрещность измерения,• диапазон измерения,• разрешающая способность,• время прогрева,• объем оборудования.Технические характеристики• наличие входного коммутатора и его тип,• количество точек измерения на один коммутатор,• количество точек измерения на один измерительный канал,• количество независимых каналов измерения,• тип используемой вычислительной техники,• тип входного измерительного преобразователя,• количество единиц щкалы,• степень помехоустойчивости,• ток питания датчика,• размеры (габариты),• вес (масса).O.B.3. Тензометрические системы СНГСодержание данного раздела составляют краткие сведенияо наиболее распространенных в СНГ типах измерительныхинформационных систем для исследования конструкций летательныхаппаратов на прочность.Эти сведения отражены в Таблице «Основные характеристики РШС»(см. Приложение) и представляют собой основные техническиехарактеристики входной измерительно-преобразовательной частиаппаратуры, которой и определяются основные (главные)метрологические, эксплуатационные и другие характеристики Р1ИСв целом [36, 40, 59-62, 91, 126, 139, 143, 187, 193, 219, 224, 230, 263, 291,306-308]. Выделенные системы созданы на основе исследований автора.Анализ показывает, что технические параметры систем,существующих до внедрения приводимых в настоящей диссертациинаучных положений, характеризуются следующим:• быстродействие:- около 150 измерений в секунду;• допустимая длина измерительной линии:- не более 150 м;• степень подавления:- не более 40 дБ;• ток датчика:- порядка20...50мА;• основная приведенная погрешность:- 0,5... 1,0%,• шкала измерителя:- порядка 1000 единиц;• входная коммутация датчиков:- релейная.Следует заметить, что первые образцы ИИС «К-742» появилисьпозже ИИС типа «РЕСУРС-23» и ИИС типа «ПРОЧНОСТЬ-Л», созданныхна основе разработок автора.- 20 •O.B.4. Тензометрические системы дальнего зарубежьяДля тензометрических систем дальнего зарубежья можно заключить,что по отдельным параметрам она превосходила отечественные системы[44, 55]. Особенности этих систем:• DATA ACQUISITION SYSTEMфирмы MTS SYSTEMS CORPORATION [ USA ](на каждую из 10000 точек измерения - свой нормализатор):высокое быстродействие, но огромные затраты оборудования и затратына эксплуатацию и метрологическое обеспечение, что не приемлемодля отечественного применения по экономическим соображениям.• AUTOMATISCHE UMSCHALTANLAGE «UPH 3200»фирмы HOTTINGER BALDWIN MESSTECHNIK [ Germany ](на базе нормирующего преобразователя на несущей частоте):хорошая точность и некоторое подавление помех, но недопустимо низкаяскорость измерения.• «SYSTEM 35»фирмы SOLARTRON DATA ACQUISITION EQUIPMENT [ England ](на базе интегрирующего аналого-цифрового преобразователя):хорошая точность, но отсутствие подавления продольной помехи прибыстродействии выше 30 измерений в секунду не приемлемодля отечественного применения по соображениям реальных условийпромышленного эксперимента.* * *Степень совершенства и эффективности современных ИИС дляисследований конструкций ЛА на прочность почти полностьюопределяется генеральной (триединой) совокупностью показателей:ТОЧНОСТЬ-БЫСТРОДЕЙСТВИЕ-ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ,естественная принципиальная противоречивость которых определяетсложность решаемой научно-технической проблемы.Несмотря на множество различного рода тензометрических системи аппаратуры, созданных и эксплуатируемых в России, в СНГ и в дальнемзарубежье, по совокупности основных характеристик они уже неудовлетворяли современным, тем более перспективным, требованиямпрочностного эксперимента авиационных конструкций [56, 58, 148, 170].- 2 1 O.C. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫТеоретические исследования и опыт эксплуатации существующихнормирующих преобразователей (НП), тензометрической аппаратуры иИИС показали, что точность измерения, быстродействие, степеньпомехоустойчивости, допустимая длина измерительных трасс и др. неотвечали в полной мере в совокупности современным и, тем более,перспективным требованиям экспериментальных исследованийконструкций летательных аппаратов на прочность [56,148, 170].О.С.1. Актуальность задачиВ связи с изложенным, весьма актуальной задачей, имеющей важноенаучное и народно-хозяйственное значение, является созданиебыстродействующих тензометрических систем (ИИС), способныхработать в тяжелых условиях экспериментальных исследованийконструкций летательных аппаратов на прочность и обеспечивающихвысокие метрологические, эксплуатационные и экономическиехарактеристики с учетом перспективных требований.О.С.2. Цель исследований• Разработка и исследование методов и средств построения эффективныхизмерительных информационных систем и тензометрическойаппаратуры для экспериментальных исследований прочностиконструкций летательных аппаратов.• Создание на их основе и введение в эксплуатацию новых типовизмерительных информационных систем и аппаратуры с высокимисовокупными метрологическими и эксплуатационными характеристиками, отвечающими современным и перспективным требованиям.- 2 2 О.С.З. Основные задачи исследованнй• Разработка способа измерения, способного при высокомбыстродействии обеспечить высокую точность и помехоустойчивостьпри воздействии значительных аддитивных промышленных помех,характерных для прочностного эксперимента.• Разработка оптимальных вариантов способа измерения,адаптированных на конкретные требования измерительного процесса:максимальное быстродействие, максимальное помехоподавление,минимальные энергетические затраты, интегрирующие принципыизмерения.• Разработка оптимальных устройств реализации данного способаизмерения и его вариантов для конкретных условий применения ииспользования.• Разработка высокоточных быстродействующих преобразователейприращения сопротивления тензорезисторных датчиков в электрическое напряжение, удаленных на значительные расстояния отизмерительного оборудования.• Разработка системного структурно-функционального построенияэффективных быстродействующих многоканальных и многоточечныхР1ИС.• Разработка и создание быстродействующих образцовых средств(имитаторов сигналов датчиков) метрологического обеспечения дляИИС и ТА прочностного эксперимента.• Разработка методического метрологического обеспечения(градуировки) тензометрических силоизмерительных ИИС для стендов,не оборудованных силозадающим оборудованием. .• Разработка, создание и введение в эксплуатацию новых типовэффективных измерительных информационных систем итензометрической аппаратуры для испытаний конструкцийлетательных аппаратов на прочность.- 2 3 O.C.4. Научная новизна• Разработан и всесторонне исследован новый быстродействующийспособ измерения, при высоком быстродействии эффективноподавляющий аддитивные помехи. Разработаны и исследованыхарактерные варианты этого способа:- с минимальным временем измерения,- с минимальными энергетическими затратами,- с синтезированной частотной характеристикой подавления,- интегрирующий вариант способа,- температурная автокомпенсация тензорезисторных датчиков.• Разработаны и исследованы различные оригинальные вариантыреализаций данного способа измерения для различных условийиспользования.• Созданы и исследованы новые быстродействующие прецизионныепреобразователи приращения сопротивления в электрическоенапряжение на базе операционных усилителей как для одиночных,так и полумостовых тензорезисторных датчиков, удаленныхна значительные расстояния от измерительного оборудования.• Разработаны и реализованы эффективные принципы системногоструктурно-функционального построения быстродействующихмногоканальных и многоточечных ИИС.• Созданы принципиально новые быстродействующие прецизионныеимитаторы сигналов одиночных и полумостовых тензорезисторныхдатчиков повышенной точности. Создан новый эффективный способградуировки РШС, стационарно установленной на испытательномстенде, не оснащенном силозадающим оборудованием, позволяющийсущественно повысить точность измерения сил и значительносократить трудоемкость подготовки и эксплуатации ИИС прочностногоэксперимента.• Создан и введен в эксплуатацию целый ряд новых эффективныхобразцов ИИС и ТА для прочностных испытаний конструкций ЛА. Проведены всесторонние экспериментальные исследованияих метрологических и эксплуатационных характеристик в реальныхпромышленных условиях использования.Основные положения работы были разработаны, опубликованы изащищены в единоличном авторстве. Разработки в соавторстве отражены всовместных публикациях, приведенных в Литературе и соответствующемразделе Автореферата.- 2 4 O.C.5. Практическая ценность и значимость• Разработанный способ измерения, совместно с приведенной методикой,позволяет создавать быстродействующее измерительное оборудование(ИИС и ТА) с заранее заданной степенью помехоустойчивости,• Применение разработанного способа позволяет, кроме того, подавлятьи собственные аддитивные шумы и погрешности усилительнопреобразовательного тракта, значительно повышая разрешающуюспособность и точность самого измерительного оборудования.• Разработанный комплекс рекомендаций и методик по оптимизацииспособа измерения позволяет реализовать наиболее эффективныйего вариант для конкретных задач использования.• Разработанная методика синтеза частотной характеристики подавленияпозволяет оптимизировать возможности способа при наличии помехс мощными сосредоточенными частотами.• Созданный ряд быстродействующих высокоточных преобразователейприращения сопротивления тензорезисторных датчиков в напряжениеи рекомендации по их применению с учетом конкретных требованийпозволяют обеспечить высокую точность измерения с датчикамиразличных конфигураций, удаленными на значительные расстоянияот измерительного оборудования.• Разработанные принципы системного структурно-функциональногопостроения многоканальных и многоточечных ИИС, позволяют реализовать максимальное быстродействие и повысить точность измерений.• Созданные быстродействующие прецизионные имитаторы сигналоводиночных и полумостовых тензорезисторных датчиков повышеннойточности позволяют улучшить достоверность метрологическиххарактеристик быстродействующих РШС и ТА.• Новый эффективный способ градуировки ИИС, стационарноустановленной на испытательном стенде, не оснащенномсилозадающим оборудованием, позволяет существенно повыситьточность измерения сил и значительно сократить трудоемкостьподготовки и эксплуатации ИИС прочностного эксперимента.• Созданный ряд новых типов НП, ТА и ИИС удовлетворяетсовременным и перспективным требованиям прочностногоэксперимента.• Возможно широкое и эффективное использование результатови во многих других отраслях науки и техники.- 2 5 O.C.6. Типы созданных средств тензометрииО.С.6.А. Нормирующие преобразователиНП «ПН-4»,НП «КС25.30»,НП«ТИС-5»,НП «БНТП».О.С.6.В. Тензометрическая аппаратураТА «16 ДЕЛЬТА-1», ТА «16 ДЕ ЛЬТА-7»,ТА «16 ДЕЛЬТА-3», ТА «16 ДЕЛЬТА-8»,ТА «16 ДЕЛЬТА-5», ТА «16 ДЕЛЬТА-10».ТА«16ДЕЛЬТА-6»,О.С.6.С. Измерительные информационные системыИИС «Ресурс-23», ИИС «ИС-АСл»,ИИС «Ресурс-23/12», ИИС «Прочность-А»,ИИС «Ресурс-23/27», ИИС «Прочность-КН/Д»,РШС «ИС-ТДа», ИИС «Прочность-КН»,ИИС «ИС-ТД1», ИИС «Прочность-Л»,ИИС «ИС-ТД2», ИИС «Прочность-ЛЕ»,ИИС «ИС-ТДЗ», ИИС «Прочность-С»,ИИС «ИС-АСтн», ИИС «Прочность-АС»,ИИС «ИС-АСти», ИИС «Прочность-ЛП1»,ИИС «ИС-АСд», ИИС «Прочность-ЛП2»,ИИС «ИС-АСр», ИИС «Прочность-ЛШ»,ИИС «ИС-АСэ», ИИС «Прочность-4000».- 2 6 O.C.7. Организации использования результатов исследований(Москва, Киев, Рига, Харьков, Екатеринбург, Краснодар,Ростов-на-Дону, Таганрог, Миасс, Жуковский, Электросталь, Сахалин)1) Центральный Аэрогидродинамический Институт (ЦАГИ)им, проф. Н.Е.Жуковского (г.Жуковский);2) Опытно-Конструкторское Бюро (ОКБ) им. П.О.Сухого (г.Москва);3) Опытно-Конструкторское Бюро (ОКБ) им. А.И.Микояна (г.Москва);4) Авиационный Научно-Технический Комплекс (АНТК) им. А.Н.Туполева(г.Москва).0.С.12. Структура и объем работыДиссертация состоит из следующих разделов:• ВВЕДЕЬШЕ,• 7 ГЛАВ,• ЗАКЛЮЧЕНИЕ,• ЛИТЕРАТУРА,• ПРИЛОЖЕНИЕ. Диссертация содержит:• 491 страниц машинописного текста,• 203 рисунка,• 26 таблиц;• 379 наименований списка литературы,• 35 (из них) на иностранных языках.- 3 9 0.C.13. Содержание работыВВЕДЕНИЕ содержит анализ особенностей и проблем тензометрии,обзор отечественной и зарубежной измерительной информационнойтехники, содержание исследований и реализованные результаты работы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ о метрологических исследованиях тензометрической аппаратуры «16Делъта-1»

1. В период с 15.04.80. по 30.04.80 были проведены метрологические исследования канала компаратора сопротивлений тензометрической аппаратуры «16Дельта-1» по программе, утвержденной Главным метрологом от 16 апреля 1980г.

2. Метрологические исследования проводились при температуре окружающего воздуха 20. .23 °С.

3. Измерения выходных сигналов проводились на потенциометре Р345 класса 0,001.

4. Номинальное сопротивление компарируемых резисторов - 400 Ом.

5. Диапазон измеряемой разности сопротивлений -±1,0 Ом.

6. Диапазон выходного сигнала -±10 В.

7. Коэффициент преобразования -10 В/Ом.

8. Ток питания компарируемых резисторов -ЮмА.

9. Время прогрева - 0,5 мин.

10. Допустимое сопротивление соединительных проводов -200 Ом.

11. Проведено 7 градуировок с целью изучения стабильности погрешностей и дрейфа нулевых показаний. Каждая градуировка имела 10 точек.

12. Значения приведенной погрешности за время исследований

- не более ±0,025% (500x10'6 Ом).

13. Дрейф нулевых показаний не превышал нестабильности отдельных показаний аппаратуры - не более ± 0,005% (1 ООх 10'6 Ом).

Заместитель начальника сектора

Л.И.Косов

19. СВИДЕТЕЛЬСТВО о поверке измерительной системы «ИС-АСл»

КОПИЯ государственный научный центр г российской федерации'

Центральный Аэрогидродинамический институт имени проф. • V , - , Н.Е.Жуковского. * ' - СВИДЕТЕЛЬСТВО

- -о поверке

Дeйcтвитeльнoi до' ' 20» декабря 2001/. " '

Средство измерений: . ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА наименование и тип «ИС-АСл»

Заводской № 19 Изготовитель: НТД «АЭРОСОФТ» принадлежащее ГРД «КБ им. В.П.Макеева» (г.Миасс) наименование юридическое проверено и' на основании результатов ,периодической (первичной) поверки признано годным к применению.

Поверка проведена по методике: ■ №07-273-2000 см. результаты поверки

Начальник сектора ¡; Поверитель подпись

Маскаев в .К. фамилия и.о. • Орлов А.И. "подпись '"-уу" 'фамилия и.о. 20 -» декабря 2000г. копия

Р] ЕЗУЛЬТАТЫ ПОВЕРКИ

Тип > системного канала " А -Диапазон измерения., Фактическая погрешность Допустимая погрешность

Мостовой ±7,5 Ом ±0,08% ±0,25%

Одиночный . 100 ±2,0 Ом : ±0,05% ±0,25%

Одиночный 100 ±2,0 Ом ± 0,05% ±0,25%

Одиночный . , 200 ±4,0 Ом . ± 0,04% . ±0,25%

ПРИМЕЧАНИЕ: Погрешность отнесена к полному диапазону измерения каждого системного канала.

1. Abramowitz М. and Stegun 1. Handbook of mathematical functions.Edited by National bureau of standards, Jssued June 1964.

2. Borchard I.G., Holland L.R. Pseudo-Bridge: A Different Way to Compare Resistances. "The review of scientific instruments", 1975, №1, p.67-7-70.

3. Bull I.. The electrical Research Association (Электрические помехи в электронном оборудовании), 1971, Apr., 1-56.

4. Deboo G.I., Burrous C.N. Integrated Circuits and Semiconductor Devices: Theory and Application. New-York, GrawHill, 1974, chap.4.

5. Eggers H.-R. Zuleitungseinfluss bei Widerstandsthermometem und seine Beseitigung durch sechseck brucke."Messen und PrUfen", 1978, v.4, s.l85-bl88.

6. Fink K., Rohrbach Ch. Handbuch der Spannungs und Dehnungsmessung. Dusseldorf: VDS-Verlag GM/BM, 1958.

7. Graeme J.G. Getting inside a peak detector to make it do the job. "Electronics", 1974, №23, v.47, pp.145-149.

8. Graeme J.G., Tobey G.E., Huelsman L.P., Operational Amplifiers: Design and Applications. New Jork: Graw-Hill, 1971,473p., il.

9. Grosser Joachim. Digitales Messen physikalischer Grossen. "Konstr. Elem. Meth.", 1976, v.l3, №11,101-104.

10. Gunzel K. Der Operationsverstarker ein universelles Bauelement der Elektronik. "Funk-Technik", 1970, Ko22, s.876-880.

11. Guyton R.D. Feedback linearizes resistance bridge. "Elektroniks", 1972, №22, p.lO2.

12. Нота 0. Odporove tensometry. Praha: CSAV, 1951.

13. Нота 0. Tensometricke mustky. Praha: CSAV, 1960.

14. Kalinski J.A. A modified chopping method of drift elimination in direct coupled DC amplifiers. "J. Phys. E: Sci. Instrum.", 1975, 8, №5,414-416.- 443 -

15. Komienko M.J., Furman A.V., Podboronov B.P., Shevchuk V.V. Controlled multidigit resistance box. Great Britains Patent, №1573296,Int.C13.HO3H7/00.

16. Komienko M.J., Furman A.V., Podboronov B.P., Shevchuk V.V. Controlled multidigit resistance box. Kanadian Patent, №,1104210, Int.C12. GOIR 27/00.

17. Komienko M.J., Furman A.V., Podboronov B.P., Shevchuk V.V. Controlled multidigit resistance box. United States Patent, №4157494, U.S.Cl. 323/79.

18. Komienko M.J., Furman A.V., Podboronov B.P., Shevchuk V.V. Gesteuerter mehrteiliger Widerstandssatz. Bundesrepublik Deutschland:Deutsches Patentamt Offenlegungsschrift, 2823348, Jnt.Cl.GOlRl/20.

19. Kreuzer M. Eine Vielstellenmebanlage mit FET-Schaltem. Teil l.Schaltungs- Konzeption. "Messtechnische Briefl", 1976, v.l2, №1, s.4-9.

20. Marchais J.C. L'Amplificateur operationnel et ses applications. Paris: Masson et Cie etiteurs 120. Boulevard Saint-Jermain, 1971.

21. Medrzycli J. Wrmacniacre operacyjne pradu stalego Wydawnictwa nankowo-techniczne, cykl "Automatyka", Warszawa, 1965.

22. Miller W. Use op-amps in bridge circuits. "Control Engineering", 1969,v. 16, №2.

23. Nagase Hiroshi. Circuit for detecting a physical quantity. Патент США N3922597, НКИ 323-75B. Патент Японии №47-109626.

24. Nemec J. Elektrickamerici zazizeni ve vyzkumu jbrabecich stroju strojnicky sbomik. Praha: SNTL2,285,1953.

25. Nieu G. Op-amps act as universal gain elements. "Electronic Desing", 1969, №2.

26. Pabst D. Operationsverstarkez. Crudlagen und Anwendungsleispiele, Berlin: VEB,Verlag Technik,197L

27. Perry C.C., Lissner H.R. The strain GaGe primer. New-Jork-Toronto-London: Graw nill, 1955.

28. Poggendorf. Methode zur quantitativen Bestimmung der lectromotorischen Kraft unconstantQT galvanischer Ketten. "Annalen der physik", 1841, T.LIV.

29. Ruzha Z. Electricke odporove tensometry. Praha: CSAV, 1958. -444-

30. Rostocki A.S., Wisniewski R. Jinear unbalanced dc bridge. "The review of scientific instruments", 1977, v.48, №6, p.710-711.

31. Stanko J.A. Controllable current source eliminates matched resistors. Elektroniks, 1976,.№1,р.1О8.

32. Steffensen J.F. Interpolation. Baltimors: The Williawy «fe Wilkins Company, 1927. 33. The NDS 2000 flight test instrumantation zsystem in the F-20 Tigershark. AIAA Paper N 86-9797,1986, 7 p., ill.

34. Whittaker E.T., Robinson G. The ealculus of observations a reatise on numerical mathematics. Blackie and son, Limited, 1928.

35. Zenk J.D. Handbook of modem solig-state Amplifiers. New Jerses: Prentice-Hall, Inc., englewood bliffs, 1974, 504 p., il. .

36. Авдеев O.A., Кенарский B.M., Ноляков Л.В. и др. ИИС для прочностных испытаний. Новосибирск, ИАЭ СОАН СССР, "Автоматизация научныхисследований на основе применения ЭЦВМ", 1970, 38 с.

37. Алексенко А.Г. Основы микросхемотехники. М. "Советское радио", 1977, 405 с, ил.

38. Алексенко А.Г., Коломбет Е.А., Стародуб Г.И. Нрименение прецизионных аналоговых ИС М. "Радио и связь", 1981,224 с, ил.

39. Алиев Т.М., Сейдель Л.Р. Автоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов. М., "Энергия", 1975, 216 с., ил.

40. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А., Исмаилов Х.А. и др. Многоканальное измерительное устройство для исследования прочностисложных объектов.М., "Приборы и системы управления", 1980, Xel, с.25-26.

41. Алиев Т.М., Тер-Хачатуров А.А., Шекиханов A.M. Итерационные методы повышения точности измерений. М., "Энергоатомиздат", 1986,168 с, ил.

42. Анисимов В.И., Капитонов М.В., Михалков В.А. Коэффициент ослабления синфазных входных напряжений воперационных усилителях с автоматической коррекцией смещения.Л., "Приборостроение", 1977, №11, 89-93 с.- 445 -

43. Аппаратура тензометрическая на несущей частоте "АНЧ-22". Техническое описание и инструкция по эксплуатации.9А2.782.001 ТО, 1980.

44. Ардабьева Ю.И., Николаева Н.П., Попова В.В., Шевчук В.В. Информационно-измерительные системы для исследования прочностиконструкций. ЦАГИ, IfflO-7 отчет №2680,1980.

45. Арутюнов В.О. Электрические измерительные приборы и измерения. М.Л. Госэнергоиздат, 1958, 631 с, ил.

46. Баранов А.Н., Белозеров А.Г., Ильин Ю.С., Кутьинов В.Ф. Статические испытания на прочность сверхзвуковых самолетов.М., "Машиностроение", 1974,334 с, ил.

47. Баринова Д.Х., Коломиец В.П., Левченко М.А., Харченко А.Г. Математическое обеспечение системы / Информационно-измерительнаясистема «Прочность». Труды ЦАГИ, вып. 2105, с. 52-60.

48. Барковский Ю.М. Устройство для измерения температуры. Авторское свидетельство №428230, ОИПОТЗ, 1974, № 18.

49. Барковский Ю.М., Горбунов Н.И. Преобразователь температуры в постоянный ток. "Приборы и системы управления", №6,1977, c.32-i-33.

50. Бедржицкий Е.Л., Богданов В.В., Беклемищев А.И. и др. Оснащение лабораторий аэродинамики, прочности и динамики полетаизмерительным оборудованием. ЦАГИ, НИО-7, отчет №2456, 1978.

51. Беклемищев А.И. Измерительные системы для исследования прочности конструкций. "Измерительная техника", 1979, №12, с.ЗЗч-Зб.

52. БеклемищевА.И.,Блокин-МечталинЮ.К.,Власенко В.М.,Алексеенко В.А. Измерительная аппаратура для тензометрических преобразователейдавления. ЦАГИ, ПИО-7, отчет №2500,1978.

53. Беклемищев А.И., Бреннерман В.М. Бесконтактное тензометрическое устройство. Авторское свидетельство №344262, ОРШОТЗ, №21,1972.

54. Беклемищев А.И., Бреннерман В.М. Измерительное устройство системы СИДТ-ЦВС. "Труды ЦАГИ", 1971, вып.1289, с.35ч-38.- 446 -

55. Беклемищев А.И,, Бреннерман В.М. Преобразование приращения сопротивления в электрический сигнал,"Труды ЦАГИ", 1976, ВЫПЛ689, с.119ч-127.

56. Беклемищев А.И,, Бреннерман В.М., Ильин Ю.С.,Саблин ГЛ., Шевчук В.В. Исследования по созданию унифицированных систем измерения, сбораобработки и представления информации для испытания авиационныхконструкций на прочность. ЦАГИ, НИО-7, отчет №2300, 1977.

57. Беклемищев А,И., Дубов Б.С, Клокова Н.П., Кедров В.В. Тензометрические системы для экспериментальных исследований."Измерительная техника", 1979, №11, c.48-f49.

58. Беклемищев A.M., Зубов Е.Г., Ильин Ю.С, Ордынцев В.М,, Шевчук В.В. Опыт применения и перспективы развития сети измерительныхинформационных систем "Прочность". Труды ЦАГИ, №2628, 1997

59. Беклемищев А.И,, Ильин Ю.С, Ордынцев В.М. Назначение и структура системы «Прочность». "Труды ЦАГИ", 1981, вып.2105, с.5-11.- 447 -

60. Беклемиш;ев А.И., Ильин Ю.С., Шевчук В.В., Шпон В.Д., Пажитнов В.Д., Левченко М.А. Автономная передвижная тензометрическая ИИС"Прочность-А". Труды IX Всесоюзной Научно-ТехническойКонференции "Тензометрия-86". Кишинев, 1986, ИМАШ, Москва.

61. Беклемищев A.M., Смирнов А.Д., Волобуев B.C., Саблин Г.Л. Унифицированная измерительная информационная системадля аэродинамических исследований. ЦАГИ, НИО-7, отчет №2548, 1979.

62. Беклемищев A.M., Шевчук В.В., Ильин Ю.С., Шпон В.Д., Пажитнов В.Д., Левченко М.А., Новгородова Ю.И. Автономная передвижнаятензометрическая система "Прочность-А".Приборы и системы управления №2,1988.

63. Березин Н.С, Жидков Н.П. Методы вычислений. Том I. "Наука", 1966, т. 1,изд.З.

64. Бодров В.Е. и др. Аппаратурные методы уменьшения влияния сопротивления проводов, подключаюших тензорезисторы, на результатыизмерений. Л., ЛДНТП, "Опыт применения и перспективы развитияэлектротензометрии", 1977.

65. Бойченко Д.К., Зеленский В. Уменьшение погрешности при коммутации проволочных тензометрических преобразователей."Измерительная техника", 1975, №8, 61-62 с.

66. Бреннерман В.М. Устройство для измерения температуры. Авторское свидетельство №370481, ОИПОТЗ, №11,1973.

67. Бреннерман В.М., Зубов Е.Г., Крюков А.П., Кулевацкая Л.П. и др. Исследование системы в условиях эксплуатации.Основные характеристики системы "Прочность".ЦАГИ, отчет №2381, НИО-7, 1977.- 448 -

68. Бреннерман В.М., Шевчук В.В. Синхронный демодулятор. Авторское свидетельство №656164, ОИПОТЗ, №13,1979.

69. Бреннерман В.М., Шевчук В.В. Синхронный демодулятор. Авторское свидетельство №930644, ОИПОТЗ, №19, 1982.

70. Бреннерман В.М., Шевчук В.В. Устройство подавления помех. Авторское свидетельство №985950, ОИПОТЗ, №48,1982.

71. Бромберг Э.М., Куликовский К.Л. Новые методы автоматической коррекции метрологических характеристик измерительных систем."Приборы и системы управления", 1973, №7.

72. Бромберг Э.М., Куликовский К.Л. Тестовые методы повышения точности измерений. "Энергия", 1978,176 с, ил.

73. Бурдун Г.Д. Основы метрологии. М., Изд-во стандартов, 1973.

74. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. М., Изд-во стандартов, 1984.

75. Бутусов И.В. Автоматические контрольно-измерительные приборы. М., "Гостопиздат", 1963.

76. Вайсер В.В., Жаркинбаев Х.З. Преобразователь сопротивление- напряжение. "Измерительная техника", №4, с.52,1978.

77. Вентцель Е.С. Теория вероятностей. М., "Физматгиз", 1962, 564 с , ил.

78. Вишенчук И.М. Выполнение операции усреднения в измерительных приборах методом весовых функций."Измерения. Контроль. Автоматизация", 1980, № 3, с. 17-22.

79. Вишенчук И.М. Основы теории и принципы построения помехозащищенных приборов для измерения интегральныххарактеристик сигналов.Автореф. дис. докт. техн. наук, М., 1981,40 с, ил.

80. Волгин Л.Н. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. М., "Советское радио",1971,336 с , ил.

81. Волгин Л.П. Линейный преобразователь отклонения сопротивления в постоянное напряжение. "Измерительная техника", №5, с.93ч-94, 1967.- 449 -

82. Волгин Л.Н. Преобразователь относительного отклонения сопротивлений от заданного номинала в напряжение."Приборостроение", 1973, т. 16, №4, с. 15ч-16.

83. Волгин Л.Н. Применение усилителей постоянного тока с обратной связью для измерения активных сопротивлений."Известия вузов". Приборостроение, 1968, №4.

84. Волгин Л.Н., Орнатский П.П. Способы построения и структуры измерительных устройств с параметрической инвариантностью."Измерение. Контроль. Автоматизация", 1976, №1(5), с.33-43.

85. Волобуев B.C. и др. Разработка и наладка измерительной системы для весовых испытаний в аэродинамической трубе Т-117.ЦАГИ, НИО-7, отчет №2503,1978.

86. Волобуев B.C., Аполлонова Г.Б., Калинкин Л.В., Осина Е.Ф. Разработка и исследование макета быстродействующей измерительной системы "Луч-4" для аэродинамических труб. ЦАГИ, НИО-7, отчет №2506, 1978.

87. Волобуев B.C., Езеев Н.А., Евгеньева И.Ф. Разработка быстродействующей электронной аппаратуры для аэродинамическихисследований. ЦАГИ, НИО-7,1978, отчет №2450.

88. Воробьев А. Электрические измерения неэлектрических величин. Свердловск, изд. им. М.Кирова, 1975, вып.2,232 с.

89. Гайтон Р.Д. Повышение линейности резистивного моста посредством обратной связи. "Электроника", 1972, №22, 65-66 с.

90. Гальперин М.В. (под общей редакцией). Современные линейные интегральные микросхемы и их применение. М., "Энергия", 1980, 272 с.

91. Гальперин М.В., Злобин Ю.П. Линейный преобразователь сопротивление-напряжение на базе дифференциального операционногоусилителя. "Приборы и системы управления", №7, с.42ч-43, 1976.

92. Гальперин М.В., Злобин Ю.П., Павленко В.А. Усилители постоянного тока. М., "Энергия", 1978,248 с, ил.

93. Гитис Э.И. Преобразователи информации для электронных, цифровых вычислительных устройств. М., Госэнергоиздат, 1975, 447 с, ил.- 450 -

94. Глаговский Б.А., Пивен Н.Д, Электротензометры сопротивления, Л., "Энергия", 1972, 88 с, ил.

95. Глухов Н.Н. Измерение электрических параметров проволочных резисторов. Л., "Энергия", 1976, 56 с, ил.

96. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. М., "Советское радио", 1977,608 с, ил.

97. Гореликов Н.И., Смолянский И.Л., Тамберг Ю.Г. Состояние и перспективы применения интегральных микросхем вэлектроизмерительной технике."Приборы и системы управления", 1975, №9,14-17 с.

98. ГОСТ 16263-70 Метрология. Основные термины и определения.

99. ГОСТ 18421-73 Усилители операционные. Термины и определения.

100. ГОСТ 22317-77. Средства агрегатные информационно-измерительных систем. Общие требования к комплексам нормируемых характеристик.

101. ГОСТ 24130-80. Средства агрегатные информационно-измерительных систем аналого-цифровые. Основные нормируемые характеристики.

102. ГОСТ 8.009-72. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.

103. ГОСТ 8.326-79. Метрологическое обеспечение разработки, изготовления и эксплуатации нестандартизированных средств измерений.Основные положения.

104. ГОСТ 8.437-81. Системы информационно-измерительные. Метрологическое обеспечение. Основные положения.

105. ГОСТ 8.438-81. Системы информационно-измерительные. Поверка. Общие положения.ПО. Государственный Первичный Эталон и общая поверочная схемадля средств измерений электрического сопротивления. ГОСТ 8.028-75.

106. Гришанов А.А.,КондюковаЕ.И.,РедькинБ.Е.Интегрирующие цифровые вольтметры. М., Энергия, 1981,120 с, ил.-451-

107. Громов С., Никитин Н.В. Повышение линейности и чувствительности неуравновешенных мостовых схем."Измерительная техника", №8, с.76-г77,1976.

108. Груздев СВ., Прошин Е.М. Импульсная тензометрия. М., "Энергия", 1976, 88с., ил.

109. Грэм Дж., Тоби Жд., Хьюлсман Л. (под редакцией) Проектирование и применение операционных усилителей. М., Мир, 1974, 510 с, ил.

110. Гудков А.И., Лешаков П.С. Методы и техника летных испытаний самолетов на прочность. М., "Машиностроение", 1971, 248 с, ил.

111. Гудков А.Н., Лешаков П.С. Внешние нагрузки и прочность летательных аппаратов. М., "Машиностроение", 1968.

112. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных приборах. Л., "Энергия", 1980, 248 с, ил. 19.

113. Гутников B.C. Методы реализации специальных весовых функций в измерительных устройствах.Л., "Измерения. Контроль. Автоматизация", 1983, №2, с. 3-15.

114. Дехтяренко П.И. Синхронное детектирование в измерительной технике и автоматике. К., "Техника", 1965.

115. Добровольский Г.В. Распространение сигнала в линии связи. Изменение сигнала под влиянием линии передачи."Передача импульсов по каналам связи", 1960.

116. Долинский Е.Ф. Классификация измерений. "Измерительная техника", 1973, JV23.

117. Долинский Е.Ф. Классификация измерений. М., Изд-во стандартов, 1973.

118. Дубов Б.С. Особенности метрологической аттестации нестандартизованных средств измерений.М., "Машиностроение", 1979,40 с, ил.

119. Дубовикова Н.М., Подборонов Б.П., Шевчук В.В. Управляемый многоразрядный магазин сопротивлений "Эталон-1".ЦАГИ, НИО-21, отчет .№1113, 1973.- 452 -

120. Евсеева Н.И., Кадышев А.В., Калиниченко В.В., Корниенко М.И., Шевчук В.В. и др. Измерительно-информационная система"Ресурс-23/27". Труды ЦАГИ,№2227, 1984

121. Египко В.М., Горин Ф.Н. Системы автоматизации экснериментальных исследований прочности материалов и изделий."Проблемы прочности", 1974, IX, №9,122-124 с, ил.

122. Ерусланова О.М., Парфенов М.М., Слезингер Ю.Г., Плискин Ю.С. Преобразование сигнала тензорезисторного датчика в стандартныйсигнал. "Приборы и системы управления", №1, с.29-ь31,1976.

123. Жабеев В.П., Королькевич В.Н., Кротевич В.А., Миодушевский П.В. Шевчук В.В. Устройство для преобразования сигналов.Авторское свидетельство >Г21019346, ОИПОТЗ, №19, 1983.

124. Жуков Д.И.,Косов Л.И., Самойленко Н.А., Шевчук В.В., Корниенко М.И., Новиков Г.С., Ордынцев М.В. Исследование метрологическиххарактеристик измерительно-информационной системы "Ресурс-23".ЦАГИ, отчет №2629,1Ш0-18,1980.

125. Зельдович Я.Б., Мышкис А.Д. Элементы прикладной математики. М., 1965,616 с, ил.

126. Земельман М.А. Автоматическая коррекция погрешностей измерительных устройств. М., изд-во стандартов, 1972,200 с, ил.

127. Зубов Е.Г., Ильин Ю.С., Кодина И.А., Лебедева А.И., Перунина О.А., Шевчук В.В. Способы градуировки силоизмерительных систем.Труды ЦАГИ,№2633,1998

128. Зубов Е.Г., Лебедева А.И., Харченко А.Г., Шевчук В.В. Способ градуировки тензометрической измерительной системыстационарно установленной на испытательном стенде, не оснащенномградуировочным устройством. Патент РФ №1760389,1992.

129. Зубов Е.Г., Лебедева А.И., Шевчук В.В. Способ контроля работоспособности цепей сбора измерительной информации.Авторское свидетельство №2077063, 1997.- 453 -

130. Зубов Е.Г., Судаков В.А., Сенькина И.И., Новгородова Ю.И.,КрюковА.П. Информационно-измерительная система для зала механическихиспытаний. ЦАГИ, НИО-7, отчет №2665,1980.

131. Иванов В.К. и др. Методы и средства измерительной техники как объекты изобретений.М., Сборник "Проблемы физ. Оптики и метрологии", 1975, 104-107с.

132. Игнатов А.В., Лукашик В.Ф., Егорова Н.А., Мамонтова Г.Н. Влияние режима отжига константановой проволоки на температурнуюпогрешность тензодатчиков 1-П. Отчет ЦАГИ, НИО-7, №1492,1971.

133. Игнатов А.В., Постнов А.И., Макова А.И., Комкова В.Л., Тихомиров В.И. Разработка и исследование тензорезисторов измерительных схемдля прецизионных динамометров. Отчет ЦАГИ №2819, НИО-7,1981.

134. Илюнин К.К. (под редакцией). Справочник по измерительным приборам. Л., "Энергия", 1977, 832 с, ил.

135. Илюнин К.К. (под редакцией). Справочник по электроизмерительным приборам. Л., "Энергоатомиздат", 1983,784 с, ил.

136. Исикава Минзо. Преобразователь давления. Патент Японии №45-22934.

137. Кавалеров Г.И. РЬмерительно-вычислительные комплексы. "Приборы и системы управления", 1977, №11, с. 23-27.

138. Кавалеров Г.И., Мандельштам СМ. Введение в информационную теорию измерений. М., "Энергия", 1974, 376 с, ил.

139. Калиниченко В.В., Корниенко М.И., Новиков Г.С., Ордынцев М.В. Структура автоматизированной системы сбора и обработки данных дляисследования прочности авиационных конструкций.ЦАГИ, НИО-18, отчет №1917, 1977.- 454 -

140. Калиниченко В.В., Корниенко Н.И., Новиков Г.С., Ордынцев М.В. Принципы организации автоматизированной системы сбора и обработкиданных для прочностных исследований "Ресурс-23".ЦАГИ, НИО-18, отчет ^ 21984,1977.

141. Калиниченко В.В., Шевчук В.В. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. Авторское свидетельство Jsfo 1491172,1989.

142. Калиниченко В.В., Шевчук В.В. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. Авторское свидетельство JST» 1491173, 1989.

143. Калиниченко В.В., Шевчук В.В. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. Авторское свидетельство JNr21491174, 1989.

144. Калиниченко В.В., Шевчук В.В. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. Авторское свидетельство №1491175,1989.

145. Калиниченко В.В., Шевчук В.В. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. Авторское свидетельство №1492928, 1989.

146. Калиниченко В.В., Шевчук В.В. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. Авторское свидетельство №1492929, 1989.

147. Калиниченко В.В., Шевчук В.В. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. Авторское свидетельство №1492930,1989.

148. Калиниченко В.В., Шевчук В.В. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. Авторское свидетельство №1492931, 1989.-455-

149. Калиниченко В.В., Шевчук В.В. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. Авторское свидетельство №1492932, 1989.

150. Калиниченко В.В., Шевчук В.В. Полумостовой преобразователь приращения сопротивления. Авторское свидетельство №1492933, 1989.

151. Канэда Кадзуо. Дискретные фильтры. "Дэнси Кагаку, Electron. Sci.", 1975,25, №13,43-52.

152. Карандеев К.Б. Специальные методы электрических измерений. М.Л., Госэнергоиздат, 1963, 344 с, ил.

153. Касаткин B.C. Электрические измерения. М.Л., Госэнергоиздат, 1946,477 с, ил.

154. Клокова Н.П. Тензодатчики для измерений при повышенных температурах. М., "Машиностроение", 1965,120 с, ил.

155. Клокова Н.П. Тензорезисторы: Теория, методики расчета, разработки. М., "Машиностроение", 1990,224 с, ил.

156. Кнеллер В.Ю., Хасцаев Б.Д. Четырехплечий измерительный мост. Авторское свидетельство №563639, ОИПОТЗ, №24, 1977.

157. Козлов Н.А., Баженов В.Г., Матвеев В.В., Лещенко В.М. Исследование прочности деталей машин при помощи тензодатчиков сопротивления.Киев, "Техника", 1967,204 с, ил.

158. Коннели Дж. (под редакцией) Аналоговые интегральные схемы. М., Мир, 1977.

159. Кончаловский В.Ю. Цифровые измерительные устройства. М., "Энергоатомиздат", 1985.

160. Кончаловский В.Ю., Купершмидт Я.А., Сыропятова Г.Я., Харченко P.P. Электрические измерительные преобразователи.М.Л., "Энергия", 1967,408 с, ил. - :

161. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике. М., "Наука", 1978, 832 с, ил. - 456 -

162. Корниенко М.И., Подборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Многоразрядный управляемый магазин сопротивлений.Авторское свидетельство .№725222, ОИПОТЗ, №12, 1980.

163. Корниенко М.И., Нодборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Многоразрядный управляемый магазин сопротивлений.Патент Англии, №1573696,1980.

164. Корниенко М.И., Подборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Многоразрядный управляемый магазин сопротивлений.Патент Канады, № 1104210, 1981.

165. Корниенко М.И., Подборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Многоразрядный управляемый магазин сопротивлений.Патент США, №4157494,1979.

166. Корниенко M.R, Подборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Управляемый многоразрядный магазин сопротивлений.Патент Австралии, №516001, 1981.

167. Корниенко М.И., Подборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Управляемый многоразрядный магазин сопротивлений.Патент Франции, №2430654,1981.- 4 5 7 -

168. Корниенко М.И., Подборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Управляемый многоразрядный магазин сопротивлений.Патент ФРГ, №2823348,1983.

169. Корниенко М.И., Подборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Цифровой измерительный автокомпенсатор, выполненный на элементахинтегральной микроэлектроники.Труды ЦАГИ,вып.1689,с.206ч-210, 1976.

170. Корниенко М.И., Филичкина Л.П., Новиков Г.С, Калиниченко В.В., Ордынцев М.В., Шевчук В.В. Наладка и исследование в условияхэксплуатации измерительной системы "Ресурс-23".ЦАГИ, НИО-18, отчет №2469,1979.

171. Корниенко М.И., Шевчук В.В., Новиков Г.С., Калиниченко В.В., Ордынцев М.В. Автоматизированная система сбора данных "Ресурс-23".Техническое описание. ЦАГИ, отчет №2444,1979.

172. Косов Л.И., Шевчук В.В. Заключение о 1 этапе метрологических исследований тензометрической аппаратуры "16 Дельта-1".ЦАГИ, НИО-7, отдел №8,18.07.80.

173. Косов Л.И., Шевчук В.В. Программа метрологических исследований тензометрической аппаратуры "16 Дельта-1".ЦАГИ, НИО-7, отдел №8,16.04.80.

174. Котик М.Г., Павлов А.В., Пашковский И.М., Шигаев Н.Г. Летные испытания самолетов. М. "Машиностроение", 1968,423 с , ил.

175. Кочесов В.Н. Авт. св. №193613, ИПОТЗ, №7,1967.

176. Краус М., Вошни Э. Измерительные информационные системы. М., "Мир", 1975,310 с , ил.

177. КротоваВ.И. Потенциометры. Л., BHPfflM, 1940, 184 с , ил. -458-

178. Круч К.А. Переходные процессы в линейных электрических цепях, "Госэнергоиздат", 1948.

179. Крылов В.Н., Бобков В.В., Монастырский П.И. Вычислительные методы. М., "Наука", 1976, тЛ, 304 с, ил.

180. Кудряшова Ж.Ф., Рабинович Г. Методы обработки результатов наблюдений при измерениях."Труды метрологических институтов СССР", 1975, вып. 172.

181. Кудряшова Ж.Ф., Рабинович Г., Резник К.А. Рекомендация по методам обработки результатов наблюдений при прямых измерениях."Труды метрологических институтов СССР", 1972, вып. 134.

182. Куликовский Л.Ф. Автоматические информационно-измерительные приборы. М., "Энергия", 1966.

183. Куликовский Л.Ф., Мелик-Шахназаров A.M. Компенсаторы переменного тока. "Госэнергоиздат", 1960.

184. Лабунов В.А., Сокол В.А., Чукаев СВ., Мажухов А.А. Устройство для параметрического преобразования.Авторское свидетельство №531084, ОИПОТЗ, №37, 1976.

185. Лабунов В.А., Сокол В.А., Мансуров А.А., Чукаев СВ. Линейный неуравновешенный мост постоянного тока с постояннойчувствительностью. "Измерительная техника", 1978, №11, 59-60 с.

186. Левин М.И. Электрические измерения. Элементы теории электрических измерительных цепей. Изд-во МЭН, 1965.

187. Левин М.И. (под редакцией) Основы измерительной техники. М., "Энергия", 1972, 544 с, ил.

188. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин (измерительные преобразователи). Л., "Энергоатомиздат", 1983.

189. Лейтман М.Б. Нормирующие измерительные преобразователи электрических сигналов. М.,. "Энергоатомиздат", 1986,144 с, ил.

190. Лейтман М.Б., Мелик-Шахназаров A.M. Компенсационные измерительные преобразователи электрических величин.М., "Энергия", 1978, 224 с, ил.- 459 -

191. Ленк Дж. Справочник по современным твердотельным усилителям. М., "Мир", 1977.

192. Лихачев В.Д. Практические схемы на операционных усилителях. М., ДОСААФ, 1981,80 с , ил.

193. Логинов В.Н. Электрические измерения механических величин. М., "Энергия", 1970.

194. Любимов Л.Н., Форсилова И.Д. Поверка средств электрических измерений. Л., "Энергия", 1979, 192 с.,ил.

195. Макарова Р.А. (под редакцией). Тензометрия в машиностроении. М., "Машиностроение", 1975,288 с , ил.

196. Маклюков М.И., Протопопов В.А. Применение аналоговых интегральных микросхем в вычислительных устройствах. М., "Энергия, 1980, 160 с , ил.

197. Маликов М.Ф. Основы метрологии. М., ГК МИП при СМ СССР, 1949,480 с , ил.

198. Маликов М.Ф. Точные измерения М., Стандартгиз, 1953.

199. Маликов Ф., Тюрин Н.И. Введение в метрологию. М., Изд-во стандартов, 1976.

200. Малинин P.M. Конденсаторы и сопротивления. М., "Воениздат", 1959, 176с., ил.

201. Малиновский В.П. Основы теории и проектирования цифровых измерительных приборов с высокими метрологическими показателями.Автореферат дисс. на соиск. ученой степени доктора техн. наук.М., МЭИ, 1976.

202. Малиновский В.Н. Цифровые измерительные мосты. "Электрические приборы", 1976, вып. 18,192 с , ил.

203. Малиновский В.П. (под редакцией) Электрические измерения. М., "Энергоатомиздат", 1985.

204. Малиновский В.П., Сухоруков А.П. Подавление помех нормального вида интегрируюш,ими АЦП. Известия вузов."Приборостроение", 1981, >fo7, с. 22-26.-460-

205. Мартяшин А.И., Шахов Э.К., Шляндин В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения.М., "Энергия", 1976,392 с, ил.

206. Марше Ж. Операционные усилители и их применение. Л., Энергия, 1974,216 с., ил.

207. Менджицкий Е.А. Операционный усилитель постоянного тока. М., "Энергия", 1967,134 с, ил.

208. Методы и приборы тензометрии. Труды совещания, вып.1-7. М., ГОСИНТИ, 1964.

209. Микросхемы интегральные. Классификация и системы условных обозначений. ГОСТ 18682-73, введ. 1/7 1974 до 1/7 1979.М., Изд-во стандартов, 1973.

210. Мирюк Ю.П., Платонов Л.М., Полунов Ю.Л. Измерительный преобразователь импульсного напряжения в напряжениепостоянного тока для массоизмерительных устройств."Приборы и системы управления", 1984, JSro8, с. 18-19.

211. Михайлов Е.В. Помехозащищенность информационно-измерительных систем. М., "Энергия", 1975,104 с.

212. Михотин В.Д., Чувыкин Б.В., Шахов Э.К. Методы синтеза весовых функций для эффективной фильтрации измерительных сигналов."Измерения. Контроль. Автоматизация", 1981, №5(39), с. 3-12.

213. Морозов Н.И., Волобуев B.C., Лебедева А.П. и др. Измерительное устройство ДИУ-2 для исследования прочности конструк-ции летательных аппаратов. "Труды ЦАГИ", вып. 1289,1971, 29-34 с.

214. Морозов Н.И., Дмитриев Б.И., Родзевич Г.В., Шпон В.Д., Илюхина Е.И., Муриев Б.Д. Разработка и усовершенствование аппаратуры на несущейчастоте. ЦАГИ, НИО-7, отчет №2496,1978.

215. Нестеренко А.Д. Основы расчета электроизмерительных схем уравновещивания. Киев, Изд. АН УССР, 1960,716 с., ил.-461-

216. Новиков Г.С., Шевчук В.В., Калиниченко В.В., Корниенко М.И. и др. Измерительно-информационная система «Ресурс 23/27».Годовой технический отчет ЦАГИ, 1981.

217. Новицкий П.В. Основы информационной теории измерительных устройств. Д., "Энергия", 1968,248 с, ил.

218. Новицкий П.В. (под редакцией). Электрические измерения неэлектрических величин. Л., "Энергия", 1975,576 с, ил.

219. Новопашенный Г.Н. Информационно-измерительные системы. М., "Высшая школа", 1977,208 с, ил.

220. Образцов И.Ф., Голубков А.С., Серьезнов А.Н., Никитин А.И. Автоматизация измерений и обработки данных при испытаниях самолетана прочность. М., "Машиностроение", 1991,208 с, ил.

221. Ордынцев В.М., Системы автоматизации экспериментальных научных исследований., М., Машиностроение, 1984, 328 с, ил.

222. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники. Киев, "Вища школа", 1983,455 с, ил.

223. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы аналоговые и цифровые. Киев, "Вища школа", 1973.

224. Орнатский П.П. Автоматические измерения и приборы (аналоговые и цифровые). Киев, "Виш;а школа", 1980, 560 с, ил.

225. Орнатский П.П. Синтез методов измерения. "Метрология", 1975, №3.

226. Островский Л.А. Основы общей теории электроизмерительных устройств. Л., "Энергия", 1971, 544 с, ил.

227. Павлов А.В. Аппаратура и методы измерений при летных испытаниях самолетов. М.. "Машиностроение", 1967,215 с, ил.

228. Певзнер Г.С., Цветков Э.И., Цодиков М.Б. Агрегатирование в электроприборостроении. М., "Энергия", 1981,176 с, ил.

229. Передельский Г.И. Мостовые цепи с импульсным питанием. М., "Энергоатомиздат", 1988,192 с, ил.

230. Писаренко Г.С. Исследование прочности деталей машин при помощи тензодатчиков сопротивления. К., "Техника", 1967-462-

231. Подборонов Б.П., Кольман Е.М., Фурман А.В., Шевчук В.В. Коммутирующее устройство.Авторское свидетельство №480190, ОРШОТЗ, №29,1975.

232. Подборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Бесконтактные коммутирующие устройства для тензометрических итермометрических преобразователей на базе активных ключевых схем.Труды ЦАГИ, 1977, вып.1847, с.65н-71.

233. Подборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Компенсированный ключ. Авторское свидетельство №417905, ОРШОТЗ, №8, 1974.

234. Подборонов Б.П., Фурман А.В., Шевчук В.В. Компенсированный ключ. Авторское свидетельство №427473, ОИПОТЗ, №17,1974.

235. Полонников Д.Е. Решающие усилители. М., "Энергия", 1973,248 с , ил.

236. Полунов Ю.Л., Гальченко В.Д. Цифровые измерительно-управляющие устройства тензометрических весов и дозаторов.М., "Энергоатомиздат", 152 с , ил.

237. Пономарев Н.Н. (под редакцией). Теория, расчет и конструирование электроизмерительных приборов. Д., 1943.

238. Преобразователь нормирующий ПН-4. Техническое описание и инструкция по эксплуатации. 063.036.009 ТО. Киев, ПКБ АСУ, 1980.

239. Прудников А.П., Брычков Ю.А., Маричев О.И. Интегралы и ряды. М., "Наука", 1981, 800 с , ил.

240. Прянишников В.А. Интегрирующие цифровые вольтметры постоянного тока. Л., "Энергия", 1987,224 с , ил.

241. Пучкин Б.И. Приклеиваемые тензодатчики сопротивления. М.Л., "Энергия", 1966, 88 с , ил.

242. Рабинович Г. Погрешности измерений. Д., "Энергия", 1978,262 с , ил.

243. Рабинович Г., Цапенко М.П. Информационные характеристики средств измерения и контроля. М., "Энергия", 1968, 96 с , ил.

244. Розенсон Э.З., Теняков Е.И. Измерительные уравновешенные мосты постоянного тока. Д., "Энергия", 1978,112 с., ил.- 4 6 3 -

245. Рудашевский Т.Е. Температурная компенсация при тензометрировании. "Измерительная техника", 1956, №1,43 с.

246. Рудницкий Б.Л., Буртов Я.Л., Диденко Д.А. Способ повышения разрешающей способности измерительного моста.Авторское свидетельство, №243712, ИПОТЗ, 1969, №17.

247. Рузга 3. Электрические тензометры сопротивления. (Пер. с чешского) М., "Мир", 1964,356 с, ил.

248. Рутковски Дж. Интегральные операционные усилители. (Пер. с английского) М., "Мир", 1978.

249. Свирский Е.А. Общий курс электрических и магнитных измерений. М.-Л., Оборонгиз, 1939,424 с , ил.

250. Серьезнов А.Н. Измерения при испытаниях авиационных конструкций на прочность. М., "Машиностроение", 1976, 224 с.

251. Серьезнов А.Н., Цапенко М.П. Методы уменьщения влияния помех в термометрических цепях. М., "Энергия", 1968,72 с , ил.

252. Симоновский Н.А., Столяров В.А. Методы и приборы тензометрии. "Приборостроение", 1966, №9.

253. Синицкий О.П. Коррекция аддитивной погрещности в многотактных измерительных приборах. "Вестник Киевского политехнического инст-та. Сер. автоматики и электроприборостроения", 1974, №11, 112-114 с.

254. Система измерительная "Луч-4". Техническое описание и инструкция по эксплуатации. А953.000.00 ТО, 1980.

255. Скалевой В.В. Точный метод определения постоянной составляющей сигнала, содержащего периодическую помеху."Метрология", 1972, №7, с. 67-76.

256. Скалевой В.В., Полин Е.А. Бесконтактное тензометрическое устройство для динамических измерений.Авторское свидетельство №191844, ОИПОТЗ, №4,1967.

257. Скрипник Ю.А. Модуляционные измерения параметров сигналов и цепей. М., Советское радио, 1975.- 464 -

258. Скрипник Ю.А. Основы теории и принципы построения электронных измерительных приборов периодического преобразования (с временнымразделением преобразовательных звеньев).Автореферат докторской диссертации, 1968.

259. Смолов В.Б. (под редакцией). Микроэлектронные ц/а и а/ц преобразователи информации. Л., "Энергия", 1976, 336 с, ил.

260. Соловьев Н.Н. Основы измерительной техники проводной связи. М.-Л., Госэнергоиздат, 1955,272 с, ил.

261. Страхов А.Ф. Автоматизированные измерительные комплексы. М., "Энергоиздат", 1982,216 с., ил.

262. Судьин А., Тимофеев В.Т. Усилитель сигналов низкого уровня для тензоизмерений. "Приборы и системы управления", 1978, Ш\, с.44.

263. Тарабасов Н.Д. Экспериментальные методы определения напряжений - методы тензометрирования. Отчет, ВНТИЦ, 1974, серия 13, N^S, 18 с.

264. Темников Ф.Е., Афонин В.А., Дмитриев В.И. Теоретические основы информационной техники. М., "Энергия", 1979, 512 с, ил.

265. Темников Ф.Е., Харченко P.P. Электрические измерения неэлектрических величин. Госэнергоиздат, 1948

266. Термопары и термопары сопротивления (сводный каталог). Государственный комитет по приборостроению, средствам автоматикии системам управления при Госплане СССР. М., 1965,390 с.

267. Теумин Н.Н. "Справочник по переходным электрическим процессам", "Связьиздат", 1952.

268. Техническое описание PfflC "Харьков-5". ХАИ, 1973.

269. Туз Ю.М. Структурные методы повышения точности измерительных устройств. К., "Вища школа", 1976,256 с., ил.

270. Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величин. "Госэнергоиздат", 1954.

271. Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величин. Л., "Энергия", 1966, 690 с, ил.-465-

272. Туричин A.M., Новицкий П.В. Проволочные преобразователи и их техническое применение. М.-Л., "Госэнергоиздат", 1957.

273. Туричин A.M., Новицкий П.В., Левшина Е.С. и др. Электрические измерения неэлектрических величин. Л., "Энергия", 1975, 576 с, ил.

274. Турова И.Я., Орлов А.И., Дмитриева Л.К. Метрологическая аттестация тензометрической аппаратуры типа 4АНЧ-22 с целью подготовки еек ведомственным испытаниям. ЦАГИ, ЕИО-7, отчет №2491,1978.

275. Тучкин Б.Н. Приклеиваемые тензодатчики сопротивления. М.-Л., "Энергия", 1966, 88 с, ил.

276. Тюрин Н.И. Введение в метрологию. М., Издательство стандартов, 1973,280 с, ил.

277. Тюрин Н.И. Введение в метрологию. М., Издательство стандартов, 1985,248 с, ил..

278. Уиттекер Э., Робинсон Г. Математическая обработка результатов наблюдений. М.-Л., ПТИ, 1933,364 с, ил.

279. Уманцев B.C. Компаратор сопротивлений. Авторское свидетельство №371530, ОИПОТЗ, №12,1973.

280. Фетисов М.М. Новые автоматические компенсационные приборы для измерения неэлектрических величин. Изд. ЛДНТП, 1960, ч. I и II.

281. Финк К., Робах X. Измерение напряжений и деформаций. М., ГОСНТИ машиностроительной литературы, 1961, 535 с.

282. Фремке А.В. Электрические измерения. М., "Госэнергоиздат", 1963.

283. Фремке А.В. (под редакцией). Основы теории и расчета информационно- измерительных систем. М., "Машиностроение", 1980, 280 с, ил.

284. Фремке А.В. (под редакцией). Электрические измерения. Л., "Энергия", 1973,424 с, ил.

285. Фунаки Тэцдо. Мостовая схема для измерения сопротивления. Японский патент №51-29030, ЬЖИ 105 А531.

286. Харкевич А.А. Борьба с помехами. М., "Физматгиз", 1963.

287. Харкевич А.А. Борьба с помехами. "Наука", 1965.

288. Харкевич А.А. Очерки общей теории связи. "Госэнергоиздат", 1955. - 466 -

289. Харкевич А.А. Теория преобразователей. "Госэнергоиздат", 1948.

290. Харкевич А.А. (под редакцией). Теория информации и ее приложения. "Физматгиз", 1959.

291. Харрисон (под редакцией). Управляющие вычислительные машины в АСУ технологическими процессами.М., "Мир", 1976,1 т., 536 с, ил., II т., 536 с, ил.

292. Харченко. P.P. (под редакцией). Электрические измерительные преобразователи. М., "Энергия", 1967,408 с, ил.

293. Хасцаев В.Д. Четырехплечие мостовые измерительные цепи с линеаризованными характеристиками."Приборы и системы управления", 1978, №10, с.34ч-37.

294. Хорна О. Тензометрические мосты. М., "Госэнергоиздат", 1962, 336 с.,ил.

295. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы. М., "Энергия", 1974, 320 с, ил.

296. Цапенко М.П. Измерительные информационные системы: Структуры и алгоритмы, системотехническое проектирование.М., "Энергоатомиздат", 1985,440 с, ил.

297. Цветков Э.И., Каверкин И.Я. Анализ и синтез измерительных систем. М., "Энергия", 1974.

298. Шабаров В.В., Печищев М.И. Влияние сопротивления проводов на чувствительность мостовой схемы и ее калибровку."Измерительная техника", 1963, №3.

299. Шахов Э.К., Повышение помехоустойчивости цифровых средств измерения. Пенза, ППИ, 1983, 76 с, ил.

300. Шахов Э.К., Михотин В.Д. Интегрируюш;ие развертывающие преобразователи напряжения. М., "Энергоатомиздат", 1986,144 с, йл.

301. Шведов В.П. Тензометрическая аппаратура, применяемая при испытаниях деталей машин в натуральных условиях. Вып.2, "Аппаратурадля измерений с применением тензодатчиков сопротивления",ГОСИНТИ, 1964, №18-64-300/7,32-42 с.- 467 -

302. Швецкий Б.И. Электронные измерительные приборы с цифровым отсчетом. Киев, Техника, 1970.

303. Шевцов И.В., Левин Б.М., Зайцев И.В. Снижение нулевого уровня в структурно-компенсированных схемах транзисторных модуляторов."Метрология", 1975, №3,40-45 с.

304. Шевчук В.В. Анализ взвешенных активных ключевых схем. ЦАГИ, НИО-21, отчет №1171,1973.

305. Шевчук В.В. Аналоговый коммутатор. Авторское свидетельство №632090, ОИПОТЗ, №41,1978.

306. Шевчук В.В. Блок электротехнической аппаратуры и крепежная панель. Патент России .№2013895,1994.

307. Шевчук В.В. Быстродействующий помехоустойчивый способ измерения малых сигналов. Труды ЦАГИ, №2277,1985.

308. Шевчук В.В. Демодулятор. Авторское свидетельство №744962, ОРШОТЗ, №24,1980.

309. Шевчук В.В. Дистанционный шунт. Авторское свидетельство №1501727,1989.

310. Шевчук В.В. Имитатор дискретного приращения сопротивления тензорезистора. Авторское свидетельство №1551979, ОИПОТЗ,№11,1990.

311. Шевчук В.В. Шитатор дискретного приращения сопротивления тензорезистора. Авторское свидетельство №2023979, 1992.

312. ШевчукВ.В. Имитатор дисбаланса полумоста. Авторское свидетельство №1532878, ОИПОТЗ, №48, 1989.

313. Шевчук В.В. Имитатор дисбаланса полумоста. Авторское свидетельство №1549338,1989.

314. Шевчук В.В. Имитатор дисбаланса полумоста. Авторское свидетельство №1574035,1990.

315. Шевчук В.В. Исследование и разработка нормирующего преобразователя приращения сопротивления тензо- и терморезисторов в электрическоенапряжение. ЦАГИ, НИО-7, отчет №2534,1979.- 468 -

316. Шевчук В.В. Линейный преобразователь сигналов полумостовых тензорезисторных датчиков. Труды X Всесоюзной Научно-ТехническойКонференции "Тензометрия-89". Свердловск, 1989, ИМАШ, Москва.

317. Шевчук В.В. Многоканальный преобразователь приращения сопротивления. Заявка на изобретение Х22746182/21 от 04.04.79.ЦАГИ, отдел №11, №3453,1979.

318. Шевчук В.В. Мостовой преобразователь. Авторское свидетельство №859934, ОИПОТЗ, №32,1981.

319. Шевчук В.В. Нррмирующий преобразователь приращения сопротивления резисторных датчиков для многоканальных ИИС. V Всесоюзныйсимпозиум по модульным информационно-вычислительным системам.Кишинев, 1985,Изд-во"ШТИИНЦА".

320. Шевчук В.В. Полумостовой измеритель сопротивления (его варианты). Авторское свидетельство №1196773, ОИПОТЗ, №45, 1985.

321. Шевчук В.В. Преобразователи приращения сопротивления в электрическое напряжение для тензометрии.ЦАГИ, НИО-7, отчет №2690,1980.

322. Шевчук В.В. Преобразователь разности сопротивлений (его варианты). Авторское свидетельство №1225364,1985.

323. Шевчук В.В. Прецизионный нормирующий преобразователь для мостовых тензорезисторных датчиков. Труды IX Всесоюзной Научно-Технической Конференции "Тензометрия-86",Кишинев, 1986, ИМАШ, Москва.

324. Шевчук В.В. Реализация способа измерения, основанного на весовом суммировании результатов наблюдений с манипулированной измеряемойвеличиной или помехой. ЦАГИ, НИО-7, отчет №2689,1980.

325. Шевчук В.В. Синтез АЧХ подавления помех в измерительных устройствах. V Всесоюзный симпозиум по модульным информационно-вычислительным системам. Кишинев, 1985, Изд-во "ШТИИНЦА".

326. Шевчук В.В. Синтез частотной характеристики подавления аддитивных помех в измерительных устройствах. Автометрия, №1, 1986.-469-

327. Шевчук В.В. Способ измерения интегрирующими приборами при периодических помехах. Труды ЦАГИ,Хо2464,1990.

328. Шевчук В.В. Способ измерения напряжения. Авторское свидетельство №703765, ОРШОТЗ, №46,1979.

329. Шевчук В.В. Способ настройки тензометрических преобразователей. Авторское свидетельство №1654648, ОИПОТЗ, №21,1991.

330. Шевчук В.В. Способ повышения помехоустойчивости тензометрической аппаратуры. Труды YIII Всесоюзной Научно-Технической Конференции"Тензометрия-83" Свердловск, 1983, ИМАШ, Москва.

331. Шевчук В.В. Способ температурной автокомпенсации тензорезисторный датчиков. Труды ЦАГИ, №2651, 2001.

332. Шевчук В.В. Способ уменьшения аддитивной погрешности в измерительных устройствах. "Автометрия", 1978, №4, с.25-т-29.

333. Шевчук В.В. Способ уменьшения погрешности измерения в условиях аддитивных помех. ЦАГИ, НИО-7, отчет №2530,1979.

334. Шевчук В.В. Тензометрическая аппаратура «16Дельта». Годовой технический отчет ЦАГИ, 1982.

335. Шевчук В.В. Тензометрическая аппаратура "16 Дельта". Межотраслевой научно-технический сборник."Научно-технические достижения", вып.3,1988.

336. Шевчук В.В. Теоретические исследования помехозашищенного способа измерения. ЦАГИ, НИО-7, отчет №2688,1980.

337. Шевчук В.В. Уменьшение погрешности измерения при аддитивных помехах. Труды ЦАГИ, №2219,1984.

338. Шевчук В.В. Устройство для дистанционного преобразования тока. Авторское свидетельство №1292449,1986.

339. Шевчук В.В. Устройство для передачи сигналов. Авторское свидетельство №1067608, ОИПОТЗ, №2, 1984.

340. Шевчук В.В. Устройство для измерения сигналов. Авторское свидетельство №687608, ОИНОТЗ, №35,1979.- 470 -

341. Шевчук В.В. Фильтр (его варианты). Авторское свидетельство №1807830,1992.

342. Шевчук В.В. Широтно-импульсный модулятор. Авторское свидетельство №511687, ОИПОТЗ, №15,1976.

343. Шевчук В.В. Эффективность способа уменьшения ногрешности измерения нри и использовании независимых изменений измеряемойвеличины и помехи. Труды ЦАГИ, №2219,1984.

344. Шевчук В.В. Ячейка аналоговой памяти. Авторское свидетельство №698055, ОИПОТЗ, №42,1979.

345. Шевчук В.В., Бреннерман В.М. Способ передачи и приема аналогового сигнала низкой частоты.Авторское свидетельство №926781, ОИПОТЗ, №17,1982.

346. Шевчук В.В., Зорина Н.А. Активные ключевые схемы. ЦАГИ, НИО-21, отчет №980,1972.

347. Шевчук В.В., Шпон В.Д. Многоканальный регистратор. Патент РФ №2020420,1991.

348. Шевчук В.В., Шпон В.Д. Многоканальный регистратор. Патент РФ №2020421,1991.

349. Шевчук В.В., Шпон В.Д. Многоканальный регистратор. Патент РФ №2020422,1991.

350. Шевчук В.В., Шпон В.Д. Многоканальный регистратор. Патент РФ №2020423,1991.

351. Шевчук В.В., Шпон В.Д. Многоканальный регистратор. Патент РФ №2020424, 1991.

352. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. М., Из д-во иностр. литературы, 1963,403-414 с.

353. Шило В.Л. Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппаратуре. М., "Советское радио", 1979, 368 с , ил.

354. Широков К.П. Общие вопросы метрологии. М., "Машиностроение", 1967

355. Широков К.П. Об основных понятиях метрологии. "Общие вопросы метрологии", 1972, вып. 130.-471-

356. Широков Н.Г., Бескоровайный П.М. Электрические измерения. М., "Машиностроение", 1971,359 с, ил.

357. Шкабардня М.С. Новые электроизмерительные приборы. Л., "Энергия", 1974,136 с, ил.

358. Шляндин В.М. Цифровые измерительные преобразователи и приборы. М., "Высшая школа", 1973,280 с, ил.

359. Шляндин В.М. Цифровые измерительные устройства. М., "Высшая школа", 1981,335 с, ил.

360. Шляндин В.М. (под редакцией). Цифровые измерительные приборы. М., "Энергия", 1972,400 с, ил.

361. Шрамков Е.Г. (под редакцией). Электрические и магнитные измерения. М.-Л., ОНТИ, 1937, 667 с, ил.

362. Шрамков Е.Г. (под редакцией). Электрические измерения. М., "Высшая школа", 1972, 518 с., ил.

363. Штамбергер Г.А., Зельцер СП., Ставкина Л.А. К вопросу систематизации погрешностей измерения."Приборы и системы управления", 1975, №11,18-19 с.

364. Щеголев Б.М. Математическая обработка наблюдений. М., "Паука", 1969.

365. Электрические измерения. Общий курс. Издание 1-е переработанное, М.-Л., "Госэнергоиздат", 1954.

366. Этингофф М.И. Исследование напряженного состояния элементов энергоустановок в зонах концентрации напряжений, разработка методови средств измерения. Автореферат дис. на соискание ученой степениканд. техн. наук, М., ЦПИИТМАШ, 1970.

367. Яковлев В.Ф., Инютин Н.С. Измерение напряжений в деталях машин. "Машгиз",1960.

368. Якубовский СВ. (под редакцией) Аналоговые и цифровые интегральные схемы. М., "Советское радио", 1979,336 с, ил.- 472 -