автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.10, диссертация на тему:Многофункциональные автоматизированные многоканальные измерительные тракты

Ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции Институт атомной энергии им. И.В. Курчатова

На правах рукописи УДК 681.325

ШАФИРКИН Вячеслав Валерьевич

МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ МНОГОКАНАЛЬНЫЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ТРАКТЫ

05.11.10 — приборы для измерения ионизирующих излучений и рентгеновские приборы

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990

Работа выполнена в ордена Ленина и ордена Октябрьской революции Институте атомной энергии им. И. Е Курчатова.

Научный руководитель - кандидат технических наук

Еровченко ЕГ.

Официальные оппоненты: доктор технических наук

Шевелев А. Е

кандидат технических наук Катаев Р. а

Ведущая организация - Институт теоретической и экспериментальной физики

Защита диссертации состоится " " 1990 г. в

часов на заседании специализированного совета Д 034.04. Об в ордена Ленина и ордена Октябрьской революции Институте атомной энергии им. И. Е Курчатова

Москва, пл. Курчатова, д. 1

С диссертацией можно познакомиться в библиотеке ордена Ленива и ордена Октябрьской революции Института атомной энергии им. И. Е Курчатова

Автореферат разослан ** " 1990 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат физико-математических наук

С. И. Коняев

-отаций

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Использование средств автоматизации повышает оперативность и эффективность проведения физических эк-зпериментов, их качество, позволяет увеличить объем регистрируе-кой и обрабатываемой информации. Постоянное совершенствование физического эксперимента и измерительных методик, появление но-зых физических задач и новых базовых физических установок наряду з возрастающими требованиями по быстродействию и объемам обраба-гываемой информации приводит к необходимости широкого использо-зания средств измерительной и вычислительной техники.

Большие объемы измерительной техники и многочисленность 1рограммных средств, необходимых для создания разнообразных, гасто многоцелевых автоматизированных систем научных исследова-шй (АСШ), обусловливают технические сложности разработки таких :истем. Одно из успешных решений этой проблемы основано на раз->аботке отдельных типовых звеньев измерительных систем и созда-те на основе этих звеньев функционально законченных АСНИ или их 1астей. Необходимым условием при этом является применение и со-юршенствование электронной элементной базы, микропроцессорных ;ычислительно-управляюшда ядер, типовых измерительных трактов и ногоуровневых структур построения АСНИ.

Разработка типовых комплексных измерительных трактов выгода тем, что такие тракты могут входить в создаваемую АСНИ как отовые узлы с необходимым программным обеспечением. При этом меньшаются стоимость и сроки создания АСШ.

Сказанное выше предопределило актуальность разработки Новых етодов и средств построения многофункциональных автоматизиро-анных измерительных трактов, пригодных для создания современных СНИ.

Основной целью работы является разработка методов и средств построения многофункциональных многоканальных измерительных трактов, предназначенных для автоматизированных систем научных исследований, а именно:

- разработка методов и устройств измерения аналоговых сигналов различных видов,

- разработка методов и средств тестирования и контроля аналоговых узлов измерительных трактов,

Научная новизна и положения, выносимые на защиту, заключаются в том, что:

1. Предложены методы и средства для построения компактных автоматизированных систем повышенной точности на основе применения прецизионных полупроводниковых коммутаторов.

2. Предложены принципы построения и схемы прецизионных полупроводниковых коммутаторов с подавлением синфазных помех, напряжений смещений, защитой входов.

Предложены три метода уменьшения основной погрешности многоканального полупроводникового коммутатора сигналов напряжения:

- метод уменьшения токов утечек непрводящих каналов;

-метод компенсации токов утечек непроводящих каналов;

- метод авгоподстройки коммутатора.

Предложенные технические решения обеспечили возможность подключения полупроводниковых коммутаторов непосредственно к датчикам сигналов напряжения низкого уровня при величине синфазных помех в пределах ±10Е

3. Предложены методы минимизации входных устройств.

4. Предложены принципы тестирования состояния входных лини( связи, датчиков сигналов и работоспособности многоканальны) входных преобразователей и коммутаторов, в том числе при наличш

регистрируемых сигналов.

б. Предложены новые схемотехнические решения для построения усилителей-нормализаторов и их узлов с улучшенными основными техническими характеристиками этих устройств. Использование разработанных усилителей-нормализаторов совместно с прецизионными полупроводниковыми коммутаторами поаволило во многих случаях сократить объемы измерительной аппаратуры.

6. Предложены новые"" с'хеТют^хШФСГКяе'ретаенияпдафро- аналогового преобразователя с целью улучшения термостабильности ЦАП. Применение разработанного устройства в автоматизированных многоканальных измерительных трактах позволило "повысить точность измерений (уменьшить дополнительные температурные погрешности тракта).

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. На основе предложенных методов построения входных аналоговых устройств тракта и средств тестирования разработаны малогабаритные многоканальные входные преобразователи, снабженные средствами тестирования входных линий свяэи, датчиков сигналов и контроля работоспособности аналоговых узлов тракта

2. На основе предложенных методов уменьшения основной погрешности полупроводниковых коммутаторов разработаны три типа многоканальных коммутаторов сигналов напряжения повышенной точности (микровольтового диапазона).

3. Разработаны несколько типов усилителей-нормализаторов, предназначенных для совместного использования с прецизионными полупроводниковыми коммутаторами. Усилители-нормализаторы характеризуются высокими техническими характеристиками при относительно простом исполнении.

4. Разработаны два типа многоканальных цифро-аналоговьо преобразователей, предназначенных для многоцелевого (формирование сигналов для контроля аппаратуры и управления внешними устройствами) использования в автоматизированных измерительны) трактах.

б. Предложенные принципы построения измерительных трактов i их составных частей используются в выпускаемых в ИАЭ им. И. Е Курчатова модулях, выполненных в стандарте КАМАК (выпущено боле« 400 модулей двенадцати типов)/ и в созданных на основе этих модулей различных измерительных трактах.

Следует отметить возможность применения полученных результатов в различных областях науки и техники, например, в система: автоматизации производственного назначения.

Апробация работы и публикации. Основные результаты работ положенных в основу диссертации, доложены на VII Всесоюзном сим позиуме по модульным ИБС (Новосибирск, 1989), опубликованы в И работах в виде статей и препринтов ИАЭ. в трудах конференций защищены 3 ангорскими свидетельствами.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из 6 глав заключения и списка использованной литературы из 61 наименовали и содержит 153 страницы, включая 29 страниц с 58 рисунками.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

В первой главе сформулированы цели работы, показана акту альность темы. Определены проблемы создания многоканальных изме рительных трактов, предназначенных для использования в автомати зированных системах научных исследований.

Многофункциональные измерительные тракты нашли широкое при менение при измерении различных параметров (нейтронные потоки токи, вырабатываемые детекторами ионизирующего излучения, темпе

ратура, давление, расход, напряжения и т.п.) реакторных и ускорительных установок и во многих физических исследованиях.

Основными составными частями такого тракта являются входные устройства (первичные преобразователи входных сигналов), многоканальный коммутатор, усилитель-нормализатор, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) и вычислительно-управляювдзе ядро системы. Универсализация многофункциональных измерительных трактов начинается на уровне входных устройств, преобразующих аналоговые -зигналы различного вида, вырабатываемые датчшсами, в аналоговые сигналы одного вида, которые далее регистрируются с помощью ком-ч!утатора аналоговых сигналов и АЦП. В универсальных измеритель-г!ых трактах относительно просто реализуется гибкость выбора опрашиваемых датчиков, используемых в разных экспериментах одновременно.

Одним из основных требований, предъявляемых к измерительному тракту, является обеспечение точности измерения сигналов. Эффективным методом увеличения точности измерений является метод коррекции аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности измерительного тракта Наиболее простым и часто применяемым 1а практике методом уменьшения аддитивной составляющей погреш-гости тракта является вычитание этой составляющей в цифровом или шалоговом виде, осуществляемое на основе результатов измерений годного сигнала и сигнала нулевого уровня. Мультипликативную оставляющую погрешности тракта уменьшают применением калибровки . коэффициентов передачи (при обеспечении необходимой линейности тих коэффициентов) измерительной части тракта С этой целью озможно использование цифро-аналогового преобразователя в ка-естве управляемого источника опорного напряжения, подаваемого а входы входных устройств тракта и на один из входов коммутато-

ра аналоговых сигналов.

На основе приведенной классификации основных видов измеряемых аналоговых сигналов рассмотрены методы измерения сигналов напряжения низкого и высокого уровней, а также методы подавления помех нормального и общего вида, наиболее распространенными из которых являются:

- гальваническое разделение "земель" узлов тракта;

- схемотехнические способы подавления синфазных помех;

- фильтрация аналогового сигнала;

-методы цифровой фильтрации преобразованных сигналов с применением различных решетчатых весовых функций.

На основе проведенного анализа рассмотренных методов измерения аналоговых сигналов сформулированы требования к отдельным углам многоканального измерительного тракта и к тракту в целом. В качестве основных критериев при этом были учтены такие технико-экономические показатели, как точность, быстродействие, габариты, стоимость, наличие средств тестирования и контроля.

Во второй главе рассматриваются способы построения многоканальных входных устройств измерительных трактов.

Входные устройства предназначены для преобразования сигналов датчиков и представления этих сигналов в виде, удобном для дальнейшей регистрации и обработки. Выходные электрические сигналы большинства высокочувствительных датчиков - ионизирующих преобразователей, термопар, терморезисторов, тенэоревисторов, индукционных преобразователей и т.п. малы по уровню и находятся обычно в диапазоне 1мкВ-10мВ и 0,1нА-2мкА. Поэтому одной из проблем современной измерительной техники является усиление и функциональное преобразование с высокой точностью малых напряжений и токов.

Сделан анализ источников погрешностей основных видов входных устройств, предназначенных для преобразования аналоговых зигналов, вырабатываемых датчиками тока и напряжения. Рассмотрены методы уменьшения аддитивной и мультипликативной составляющих этих погрешностей, а такжв способы увеличения помехоподавления.

Одной из проблем создания входных устройств является про-Злема уменьшения габаритов этих устройств,часто непропорциональ-ю громоздких по сравнению с вычислительно-управляющим ядром зистемы сбора и обработки информации. Рассмотрены несколько пу-гей уменьшения объемов входной аппаратуры:

- упрощение схем входных устройств и передача части их функций (регулировка коэффициента усиления,фильтрация от сетевых юмех) общим для всех измерительных каналов устройствам тракта;

- создание многоканальных входных преобразователей с сокра-цэнием числа узлов общего назначения;

- применение методов автоматизированного уменьшения погреш-юстей при одновременном сокращении числа регулировок и упроще-1ии схемных решений входных устройств.

Другой проблемой, связанной с эксплуатацией входных 'стройств, является проблема оперативного поиска неисправностей 13мерителыюго тракта в случае нарушения его работоспособности. 1ля решения этой проблемы предложены способы автоматизированного 'вотирования и контроля. Основными задачами тестирования являют-

:Я:

- автоматизированная проверка наличия связи входных устройств с датчиками сигналов;

- контроль работоспособности датчиков сигналов;

- контроль работоспособности узлов измерительного тракта.

Во входном преобразователе тока, выполненной на основе опе-

рационного усилителя, охваченного через резистор отрицательной обратной связью и соединенного инвертирующим входом с датчиком тока, предлагаемое тестирование производится без прерывания измеряемого медленно меняющегося тока подачей контрольного сигнала напряжения на неинвертирующий вход операционного усилителя. Пс результатам измерений, проведенных до и после подачи контрольного сигнала, определяются величины выходного сопротивления и емкости датчика тока (включая кабель связи), тем самым регистрируется наличие связи входного преобразователя с датчиком тока, * также осуществляется контроль работоспособности датчика и входного устройства.

Тестирование линий связи входного усилителя напряжения с датчиком сигналов напряжения основывается на измерении величин! выходного сопротивления источника сигналов напряжения и применении с этой целью на входе усилителя переключаемого генератор; тока. Режим контроля работоспособности усилителя напряжения осу ществляетсн подачей на вход устройства напряжения контрольное уровня вместо напряжения источника сигнала и регистрацией этоп напряжения.

Приведены примеры разработанных в стандарте КАМАК образцо компактных многоканальных входных устройств для различных видо измеряемых аналоговых сигналов. Входные устройства выполнены соответствии с вышеизложенными положениями и снабжены узлам тестирования и контроля.

В третьей главе рассматриваются проблемы построения комму таторов аналоговых сигналов напряжения.

Функциональное назначение применяемого в тракте коммутатор аналоговых сигналов заключается в осуществлении поочередно! подключения входных каналов тракта к общей для всех каналов иг

мерительной части, в которой производится аналого-цифровое преобразование сигнала.

Стремление к минимизации входной аппаратуры, а в некоторых случаях к ее исключению из состава тракта, приводит к необходимости разработки прецизионных коммутаторов, подключаемых к выходам входных устройств или непосредственно к датчикам сигналов напряжения высокого и низкого уровней. Основными проблемами, возникающими при разработке прецизионных полупроводниковых коммутаторов, являются:

- поиск методов уменьшения погрешности коммутаторов;

- разработка узлов эащиты аналоговых входов коммутаторов;

- создание узлов тестирования входных линий связи с источниками сигналов напряжения и контроля работоспособности аналоговых устройств измерительного тракта

Основным источником погрешности полупроводникового коммутатора является суммарный ток утечки непроводящих каналов, создающий падение напряжения на сопротивлении проводящего канала коммутатора и выходном сопротивлении источника сигнала.

Приведен обзор методов уменьшения основной погрешности полупроводниковых коммутаторов. Предложены три способа уменьшения этой погрешности.

Суть первого способа заключается в уменьшении токов утечек непроводящих каналов коммутатора за счет обеспечения нулевой разности потенциалов между всеми электродами выходных ключевых элементов непроводящих каналов коммутатора Приведено схемотехническое решение для осуществления этого способа В качестве выходных ключевых элементов применены УОП-транзисгоры К168КГ2Б.

Второй метод уменьшения погрешности полупроводникового коммутатора является результатом поиска решения проблемы с исполь-

зованием функционально законченных интегральных микросхем МОП- и КМОП-ключей средней интеграции, у которых отсутствуют выводы подложек и эатворов ключей. Суть метода заключается во введении в схему коммутатора дополнительных ключевых элементов, идентичных основным ключам коммутатора, и компенсации с помощью дополнительного узла токов утечек основных ключей выделенными токами утечек дополнительных ключевых элементов. Приведены два схемотехнических решения для осуществления этого способа при различных алгоритмах работы измерительного тракта и совместимых друг с другом.

Третий метод разработан с целью упрощения схем многоканальных коммутаторов повышенной точности. Суть метода заключается в следующем. В первом подготовительном такте преобразования производится предварительное запоминание в аналоговом виде уровня входного сигнала. Во втором подготовительном такте, осуществляется выделение и запоминание в аналоговом виде суммарного тока утечек ключей коммутатора. В третьем такте производится регистрация входного сигнала с компенсированным током утечки на выходе коммутатора. Приведено схемотехническое решение для осуществления этого способа.

Приведены примеры разработанных в стандарте КАМАК модулей полупроводниковых коммутаторов с использованием предложенных методов. Коммутаторы снабжены узлами тестирования входных цепей и контроля работоспособности коммутатора и аналоговых узлов общей измерительной части тракта Показан один из вариантов узла защиты аналоговых входов полупроводникового коммутатора. Применение этого узла незначительно сказывается на общей погрешности измерений.

В четвертой главе рассматриваются вопросы построения усили-

те лей- нормализаторов.

Одной из проблем создания функционально законченных аналоговых устройств является недостаточно развитая элементная база, применяемая для этих целей, поэтому основное внимание уделено схемотехническим методам построения узлов усилителей-нормализаторов, восполняющим в некоторой части указанно» ограничение.

Для устойчивой работы операционного усилителя в режиме с отрицательной обратной связью стремятся свести к минимуму общий фазовый сдвиг усилителя без обратной связи. Приведен не потерявший актуальности метод построения быстродействующего операционного усилителя с большим коэффициентом усиления и выполненного на одном усилительном каскаде.

Рассмотрена возможность усиления сигналов напряжения при высоковольтном (до 100В) уровне синфазной составляющей без применения специальных (трансформаторных или оптронных) раввяаываю-щих устройств. Приведен пример исполнения такого усилителя.

Возможности программного управления коэффициентом передачи усилителя-нормализатора, снабженного контрольным входом для автоматизированного уменьшения погрешности усилителя, показаны на примере модуля 4-канапыюго усилителя-нормализатора

При использовании в тракте коммутаторов повышенной точности необходимо применение общего для всех измерительных каналов усилителя-нормализатора с улучшенными основными техническими характеристиками. Приведены результаты исследований, проведенных в , этой области, а именно:

- применения метода следящего питания входных прецизионных повторителей напряжения с целью улучшения быстродействия и точностных характеристик этих узлов,

- использования современных схемотехнических решений с

и

целыо повышения точности работы инвертирующего усилительного каскада,.

- применения микросхем цифро-аналоговых преобразователей умюхлющзго типа для регулирования в широких пределах коэффициента усилении усилительного каскада при сохранении необходимой линейности усиления,

- использования времязависимого фильтра низкой частоты на выходе усилителя-нормализатора с целью увеличения отношения сигнал/шум.

Один из известных методов уменьшения аддитивной составляющей погрешности измерительного тракта при одновременном увеличении подавления синфазных составляющих измеряемых сигналов заключается п применении двукратного измерения каждого входного сигнала с противофазным включением входов усилителя-нормализатора в первом и втором тактах преобразования. Результатом преобразования является полуразность указанных двух измерений. Приведены результаты исследований в этой области на примере усилителя-нормализатора, отличительной особенностью которого является возможность работы в указанном режиме и определения полуразности двух измерений как цифровым способом, так и в аналоговом виде.

Применение метода автоподстройки токов уточек непроводящих каналов коммутатора и введение с этой целью дополнительных тактов преобразования совместимо с применением метода автоподстройки напряжения смешения усилителя-нормализатора. При этом достаточно просто решаются вопросы минимизации усилителя-нормализатора при сохранении высокой степени подавления синфазной составля-юцрй входного напряжения и улучшенной точности преобразования аналогового сигнала Результаты исследований в этой области приведены на примере усилителя-нормализатора, отличительной особен-

ностью которого является использование однократного аналого-цифрового преобразования для регистрации одного значения входного сигнала.

В пятой главе анализируются методы построения многоканальных цифро-аналоговых преобразователей.

Требования к цифро-аналоговым преобразователям (ЦАП), являющимся составной частью систем автоматизации экспериментов, зависят от целей их использования. В узлах управления ЦАП используются для сопряжения между цифровым процессором (ЭВМ) и выходными устройствами, имеющими линейные характеристики. В системах управления рбычно требуется большое количество ЦАП с воможностью одновременного преобразования для всех или нескольких каналов. В измерительных трактах ЦАП используются в качестве управляемых источников опорного напряжения, например, в аналого-цифровых преобразователях, в устройствах усиления аналоговых сигналов а также в качестве устройств контроля и средств калибровки коэффициента передачи тракта

Приведен пример многоканального 13-разрядного ЦАП, предназначенного для использования в системах управления и обладающего возможностью одновременной смены информации во всех каналах ЦАП.

' Одной из основных технических характеристик ЦАП, используемого в качестве управляемого источника опорного напряжения, является температурный коэффициент преобразователя, который в наихудшем случае представляет сумму температурных коэффициентов основных элементов ЦАП: источника опорного напряжения (ИОН), переключаемой резисторной цепи и преобразователя ток- напряжение. Рассмотрены примеры построения термостабильных ИОН и преобразователя ток-напряжение (совместно с переключаемой резисторной цепью). Приведен пример разработанного 13-разрядного ЦАП с общим

температурным коэффициентом преобразователя 0,0005 X /град. В этом ЦАП применен ИОН на основе термокомпенсированного стабилитрона Д818Е, а в качестве преобразователя используется оригинальное схемотехническое решение с применением микросхемы ЦАП умножающего типа К572ПВ1.

В тестой главе приведены примеры образцов выполненных многоканальных автоматизированных измерительных трактов, при разработке ¡»торых определялись и проверялись основные принципы построения многоклнадьких трактов, методы уменьшения погрешностей, возможности тестового обеспечения измерительных трастов. Целью разработки образцов трактов были проверка и отработка принципов построения аналоговых модулей в стандарте КАМАК, их исполнения призводством» контроль параметров, качества и удобства использования.

Многоканальный тракт измерения расхода теплоносителя и физических параметров реакторных установок бил разработан для использования в автоматизированной системе сбора и обработки информации при исследованиях в период иуско-наладочных работ на реакторных установках. Особенностью системы является возможность работы с относительно большим количеством датчиков нейтронного потока и расхода теплоносителя при достаточно простом обслуживании системы. Универсализация измеряемых сигналов осуществлена на уровне многоканальных входных устройств триста преобразованием всех аналоговых сигналов в сигналы напряжения высокого уровня. Последовательное подключение измерительных каналов ко входу АЦП осуществляется в модулях коммутаторов сигналов напряжения. Для управления и сервисного обслуживания системы используется вычислительно-управляющее ядро, выполненное на основе микропроцессорного комплекта модулей.

Многоканальный тракт измерения сигналов напряжения с высоковольтным уровнем синфазной составляющей предназначен для регистрации сигналов напряжения постоянного тока низкого и высокого уровня с уровнем синфазной составляющей входных сигналов не более 1СХЖ В процессе создания тракта проверен предложенный метод измерения указанных сигналов с использованием релейных коммутаторов и общего для всех каналов усилителя-нормализатора. Применение этого метода позволяет значительно сократить или полностью исключить из состава тракта входные устройства с гальванической развязкой. Проверена эффективность метода вычитания аддитивной составляющей погрешности тракта и выявлена необходимость дальнейшей разработки методов уменьшения погрешности измерения.

Многоканальный (279 измерительных каналов) измерительный тракт регистрации технологических параметров объектов предназначен для измерения аналоговых сигналов тока и напряжения разных уровней. Особенностью тракта является наличие средств тестирования входных цепей всех измерительных каналов, а также наличие средств контроля работоспособности основных измерительных узлов тракта Предусмотрена возможность калибровки коэффициентов преобразования части тракта, включающей в себя коммутаторы аналоговых "сигналов, усилители-нормализаторы и аналого-цифровые преобразователи. Все входы измерительных каналов, подключенные непосредственно к датчикам сигналов напряжения, снабжены устройства-, ми защиты от появления случайных высоковольтных (до 200В) сигналов напряжения, $ тракте возможны как однократные измерения сигналов каждого канала, так и измерения с использованием методов улучшения точности и увеличения отношения сигнал-помеха, а именно метода поочередного противофазного подключения входов измери-

тельных каналов к источникам сигналов и методов цифровой фильтрации преобразованных сигналов (при этом достигнуты пороги чувствительности по напряжению и току 20мкВ и 0,05нА соответственно).

В процессе создания тракта были проверены:

- методы улучшения точности полупроводниковых коммутаторов;

- узлы защиты входов измерительных каналов коммутаторов;

- схемотехнические решения узлов усилителя-нормализатора, отличающегося улучшенными основными техническими характеристиками;

- методы увеличения подавления помех нормального и общего вида и уменьшения основной и дополнительных погрешностей тракта;

- способы тестирования входных цепей тракта и контроля работоспособности аналоговых узлов измерительной части тракта.

На основании проведенных исследований были разработаны и осуществлены:

- метод автоподстройки полупроводникового коммутатора и усилителя-нормализатора;

- методы построения термостабильного и многоканального ЦАП.

Основные результаты работы.

1. Классифицированы основные виды измеряемых аналоговых сигналов. Определены проблемы создания многоканальных измерительных трактов. Сформулированы требования к отдельным узлам трактов.

2. Предложены методы, позволяющие значительно уменьшить габариты необходимой входной аппаратуры, предназначенной для работы с сигналами датчиков напряжения, имеющими величину синфазной

• составляющей сигнала в пределах + ЮВ. Разработаны образцы компактных многоканальных входных устройств для различных видов

аналоговых сигналов (б типов модулей, выполненных в стандарте КАМАК).

3. Предложены способы и осуществлены устройства для тестирования входных линий связи многоканальных модулей и датчиков сигналов, а также контроля работоспособности аналоговых узлов измерительных трактов.

4. Выполнен цикл работ по повышению бтепени прецизионности полупроводниковых коммутаторов сигналов напряжения. Классифицированы средства уменьшения погрешности таких коммутаторов. Предложены три метода для снижения влияния основного источника погрешности:

- метод уменьшения токов утечек непроводящих каналов;

- метод компенсации токов утечек этих каналов;

- метод автоподстройки.

По всем трем методам предложены схемотехнические решения, осуществленные в коммутаторах БКА-А6, БКА-А71.72, БНА-А11.

Предложенные технические решения обеспечили возможность подключения полупроводниковых коммутаторов непосредственно к датчикам относительно слабых аналоговых сигналов напряжения и исключения входных устройств, если уровень синфазной составляющей сигнала не превышает 10а

5. Анализирован, изучен, применен ряд современных методов, направленных на улучшение основных технических характеристик усилителей-нормализаторов, предложены новые схемотехнические решения

- разработан новый вариант схемы следящего питания.позволяющий повысить быстродействие прецизионных повторителей напряжения;

- анализированы возможности и осуществлены узлы усиления,

обладающие высокой линейностью (коэффициент усиления уела без отрицательной обратной связи более ю' ) и быстродействием;

- рассмотрены применения МУС ДАЛ для регулировки коэффициента усиления усилителей, разработана схема с повышенным диапа-аоном регулирования (1-1024, время фронта на уровне 0,1-0,9 амплитуды около б мкс) в пределах одного усилительного каскада при высокой линейности работы каскада;

- использована схема время-зависимого фильтра низкой частоты для повышения отношения сигнал/шум и улучшения быстродействия;

- разработана на основе аналогового запоминающего устройства схема коррекции погрешности усилителя-нормализатора.

Предложены несколько других новых устройств.

lía основе этих работ выполнены усилители-нормализаторы БУС-А10, БУС-А13, а также усилители-нормализаторы, входящие непосредственно в состав модулей коммутаторов.

6. Определены требовании к цифро-аналоговым преобразователям как к метрологическим устройствам и устройствам, используемым в качестве выходных в системах автоматизации для управления работой внешнего оборудования. Разработаны на основе нового предложения схема контрольного 4-канального 13-разрядного ЦАП БПЦ-А8 с повышенной термостабильностью вырабатываемых уровней напряжения (О.ОСЮЗХ/град от 1)вых. шах) и модуль компактного 8-канального 13-разрядного ЦАП БПЦ-А2, удобный для применения в многоканальных системах управления объектами.

7. Двенадцать описываемых разработок внедрены на производство Института. По этим разработкам выпущено более 400 модулей КАМАК.

8. Автор принял участие в создании нескольких образцов мно-

гоканальных автоматизированных систем, в которых испольэовались

разработанные модули, проверялись и отрабатывались предложенные

технические решения.

Работы, опубликованные по теш диссертации.

1. Аналоговые и аналого-цифровые модули в стандарте КАМАК./ Андронов О. И., Вровченко а Г., Шафиркин ЕВ. и др. - Препринт ИАЭ-3871/16, М.. 1984 - 32 с.

2. Аналоговые и аналого-цифровые модули КАМАК. / Андронов О. И., Бровченко ЕГ., Шафиркин В. В. и др. - Препринт ИАЭ-4500/16, М.. 1987. - 24 с. ,

3. Бровченко В. Г., Лолбик Г. И , Павлов В. С., Шафиркин Е Е Многопроцессорная система КАМАК для реакторных измерений. -В кн.: Модульные ЛВС. - Новосибирск: ИЯФ СО АН СССР, 1989, с. 21.

4. Шэстнадцатиканальный усилитель с автоматизированной проверкой входных цепей. /Бровченко Е Г., Дувин Е А., Шафиркин Е Е - М.: ПГЭ 1985, N2, С. 148-150.

5. Ключи с малыми токами утечек для многоканального коммутатора/ Бровченко ЕГ. , Шафиркин Е Е - М.: ПГЭ. 1985, с. 89-92.

6. Ас. N 1249700. Многоканальный измерительный преобразователь/ Шафиркин ЕЕ. Бровченко ЕГ. - Опубл. в Б. И., 1986, N 29.

7. Операционный усилитель. / Бровченко Е Г. , Шафиркин ЕЕ - ML: ПТЭ 1976, N 6. С. 87-89.

д. Усилитель нормализатор для полупроводникового коммутатора. / , Бровченко ЕГ., Сергеев А. Е , Шафиркин ЕЕ - ML: ПГЭ 1987, N 4, с. 120 - 123.

9. А.с. N 1160473. Аналоговое запоминающее устройство./ Шафиркин й В. . Паршин А. Е - Опубл. в Б. И. , 1085, N 21.

10. А. с. N 1224970.. Повторитель напряжения. / Шафиркин Е Е -Опубл. в Е И., 1986, N 14.