автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Преобразователи параметров емкостных датчиков для измерения влажности сыпучих веществ

На правах рукописи

МАШОШИН Петр Викторович

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПАРАМЕТРОВ ЕМКОСТНЫХ ДАТЧИКОВ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ СЫПУЧИХ ВЕЩЕСТВ

Специальность 05.11.01 — Приборы и методы измерения

(электрические величины)

Автореферат диссертации на соискаяие ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2003

Работа выполнена на кафедре «Радиотехника и радиоэлектронные системы» Пензенского государственного университета.

Научный руководитель — доктор технических наук, профессор

Чураков П. П.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Смогунов В. В.; кандидат технических наук Трофимов А. Н.

Ведущее предприятие —

ГУП Пензенский научно-исследовательский институт электронно-механических приборов.

Защита диссертации состоится 3 июля 2003 г., в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.02 Пензенского государственного университета по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета.

Автореферат разослан «_» июня 2003 года.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат технических наук,

доцент Крысин Ю. М.

И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Повышение качества различной продукции, снижение энергетических затрат при производстве и хранении готового продукта являются одной из актуальных задач при производстве сельскохозяйственной и другой продукции. Одним из наиболее распространенных показателей качества сыпучих веществ является влажность. В настоящее время требуется определять влажность более 1000 различных веществ. Одно из направлений измерения влажности сыпучих веществ основано на использовании емкостных параметрических датчиков, конструктивно представляющих собой конденсатор, диэлектриком которого является исследуемое вещество. Точность приборов для измерения влажности можно повысить лишь при более корректном представлении электрической схемы замещения емкостного датчика (ЕД) в виде многоэлементного двухполюсника. Измерением параметров многоэлементных двухполюсников (ПМД) занимаются многие научные коллективы как в России, так и за ее пределами. Однако существующие средства измерения ПМД не применимы для измерения параметров ЕД, поскольку значения параметров последних, в зависимости от влажности, даже для одного и того же вещества изменяются в очень широких пределах. Относительное изменение значений активных и реактивных параметров ЕД достигает нескольких тысяч раз.

Цель работы. Разработка и исследование методов и средств преобразования параметров ЕД влажности, представляемых многоэлементными двухполюсниками, при широком диапазоне изменения параметров без ухудшения совокупных метрологических характеристик и увеличения аппаратурных затрат. Разработка и внедрение средств измерения влажности на основе разработанных преобразователей параметров ЕД.

Общая методика выполнения работы основана на использовании положений теории инвариантного преобразования параметров электрических цепей, теории линейных электрических цепей, теории обработки сигналов и теории графов. При исследованиях применены математический аппарат преобразования Лапласа, аппарат функционального анализа и методов теории чувствительности. При обработке результатов экспериментов использован метод аппроксимации характеристик измерительных преобразователей

(ИП) линиями регрессии.

Научная новизна.

1. Определены пути совершенствования ИП параметров ЕД, обладающих расширенным диапазоном изменений параметров эквивалентной электрической схемы замещения и повышенной точностью преобразования.

2. Исследованы варианты построения измерительных схем для получения напряжений, составляющие которых несут информацию о параметрах ЕД.

3. Разработаны и исследованы ИП параметров ЕД с временным разделением каналов и селективными методами обеспечения инвариантности.

4. Разработаны и исследованы ИП параметров ЕД с пространственным разделением каналов и использованием в каналах компенсации и измерения (ККиИ) режимов компенсации и перекомпенсации.

5. Разработаны и исследованы ИП параметров ЕД с улучшенными метрологическими характеристиками, и определены направления дальнейшего совершенствования путем сочетания нескольких методов обеспечения инвариантности.

6. Предложена и апробирована методика экспериментального исследования метрологических характеристик средств измерения влажности сыпучих веществ.

Основные положения, выносимые на защиту.

1. Анализ информативности параметров эквивалентных электрических схем замещения ЕД и выбор ИП, обеспечивающих требуемые для измерения влажности сыпучих веществ диапазоны изменения параметров ЕД.

2. Исследование вариантов измерительных схем с целью определения оптимального соотношения между чувствительностью преобразования по каждому из параметров ЕД, устойчивостью и сложностью реализации.

3. Разработка и исследование ИП с полной компенсацией влияния сквозной проводимости ЕД в канале компенсации и измерения (ККиИ).

4. Разработка и исследование ИП с частичной перекомпенсацией влияния сквозной проводимости ЕД в ККиИ.

5. Теоретическое и экспериментальное исследование точностных характеристик ИП с целью достижения оптимальных соотношений погрешностей измерения отдельных параметров ЕД и интервалов инвариантности.

6. Определение путей совершенствования и разработка ИП параметров ЕД с улучшенными метрологическими характеристиками.

Практическая значимость работы заключается в разработке методики проектирования устройств, измерения влажности сыпучих веществ на базе ИП параметров ЕД в унифицированные сигналы. Проведено теоретическое и экспериментальное исследование разработанных структур ИП параметров ЕД. Используя результаты анализа погрешностей, можно корректно определять требования к характеристикам и параметрам узлов схемы влагомеров. Установлено, что влажность сыпучих веществ, при определенных требованиях по точности, можно определять путем измерения значений емкостей мгновенной и медленной поляризации.

Реализация и внедрение. Основные результаты диссертационной работы были получены в ходе выполнения хоздоговорной НИР (Гос. per. № 01.83.0050722), проводимой ПГУ (до 1993 г. Пензенский политехнический институт) по заказу Всесоюзного научно-исследовательского института зерна (ВНИИЗ, г. Москва).

По результатам этих и других исследований различные модификации разработанных устройств измерения влажности внедрены:

- во Всесоюзном научно-исследовательском институте зерна, г. Москва;

- на Пензенском комбинате хлебопродуктов Министерства заготовок РФ, г. Пенза (1 экз. — мельница, 1 экз. — элеватор);

- на Пензенском элеваторе Пензенского управления хлебопродуктов, г. Пенза.

По материалам диссертации подготовлена лабораторная работа по контролю влажности сыпучих веществ, которая будет использована в учебном процессе кафедры «Информационно-измерительная техника» Пензенского государственного университета при подготовке специалистов по специальности 190200 «Приборы и методы контроля качества и диагностики».

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 2-й Всесоюзной конферен-

ции «Методы и средства аналого-цифрового преобразования параметров сигналов и цепей» (г. Москва, 1981 г.), на 7-й Всесоюзной НТК «Достижения и перспективы работ в области разработки и внедрения средств измерения влажности продукции предприятий агропромышленного комплекса и других отраслей народного хозяйства» (г. Кутаиси, Грузия, 1984 г.), на 7-й республиканской НТК «Структурные методы повышения точности, чувствительности, быстродействия измерительных приборов и систем» (г. Киев, Украина, 1985 г.), на зональном семинаре «Интегрирующие частотные, времяимпульсные преобразователи и цифровые средства измерения на их основе» (г. Пенза, 1987 г.), на зональной школе-семинаре «Повышение эффективности автоматизированных средств восприятия и обработки информации» (г. Пенза, 1985 г.), на 7-м Всесоюзном симпозиуме «Проблемы автоматизации в прочностном эксперименте» (г. Новосибирск, 1989 г.), на 2-й Всесоюзной НТК «Методы и средства измерений физических величин» (г. Нижний Новгород, 1997 г.), на Международной НТК «Методы и средства преобразования и обработки аналоговой информации» (г. Ульяновск, 1999 г.), на Международной НТК «Методы и средства измерения в системах контроля и измерения» (г. Пенза, 1999 г.), на Международной НТК «Измерения 2000» (г. Пенза, 2000 г.) и на НТК профессорско-преподавательского состава ПГУ в 1981-2002 гг.

Публикации. По теме диссертации опубликована 21 печатная работа, в том числе 4 статьи, и получено 6 авторских свидетельств.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов по работе и 3 приложений. Основной текст изложен на 235 листах. Библиография — 91 наименование.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, охарактеризовано состояние проблемы, сформулированы научная новизна, цели и задачи исследования.

В первой главе рассмотрены вопросы представления ЕД эквивалентными электрическими схемами замещения и взаимосвязи параметров эквивалентной схемы ЕД с электрофизическими свойствами сыпучих веществ и, в частности, с влажностью. Эквивалентная электрическая схема замещения контактного ЕД с сыпучим веществом представляется пятью элементами (рис. 1,д): неизменной геометрической емкостью Сг, определяемой геометрией

и конструкцией ЕД, емкостями деформационной С\ и ориентаци-онной ¿2 (в основном релаксационной) поляризации; сопротивлениями сквозной проводимости и релаксационных потерь /?2-

а 6 в

Рис. 1

К деформационной, или мгновенной, поляризации относят электронную и ионную поляризацию. Эта поляризация обусловлена смещением электронного облака относительно положительно заряженного ядра, происходит во всех атомах и наблюдается во всех диэлектрических веществах. Электронная поляризация характеризуется малым временем установления, не вызывает диэлектрических потерь и не зависит от изменения температуры.

Релаксационная поляризация является частью ориентационной поляризации, определяется в основном строением вещества. При. приложении электрического поля все диполи вещества ориентируются в направлении поля, и вещество приобретает дипольный момент. Эта поляризация связана с тепловым движением и существенно подвержена влиянию температуры.

Наряду с релаксационной существуют другие виды ориентационной поляризации вещества: ионно-релаксационная, миграционная, междуслойная и структурная. Учет этих составляющих усложняет эквивалентную электрическую схему замещения ЕД — увеличивается число параллельно включенных последовательных КС-цепочек.

Для обоснования схемы замещения ЕД были проведены исследования физической модели плоско-параллельного контактного ЕД. В результате физического моделирования установлено, что другие виды ориентационной поляризации, кроме релаксационной, оказывают пренебрежимо малое влияние, выявлен характер и

определены диапазоны изменений параметров ЕД в зависимости от влажности зерна (рис. 1,6,в).

На основании этого задача измерения параметров ЕД сведена к измерению параметров многоэлементных двухполюсников (ПМД). Далее в главе проведен обзор и критический анализ существующих средств измерения ПМД. Показано, что наиболее подходящим для преобразования параметров ЕД является разработанный на кафедрах «Информационно-измерительная техника» и «Радиотехника и радиоэлектронные системы» ПГУ метод инвариантного преобразования ПМД с импульсным входным воздействием. Однако малый диапазон изменения допустимых значений ПМД не позволяет использовать существующие устройства инвариантного преобразования для получения информации о параметрах ЕД.

Установлено, что основным направлением разработки ИП параметров ЕД является совершенствование инвариантных преобразователей ПМД с целью расширения функциональных возможностей и диапазонов изменения значений параметров. Для решения этой задачи необходимо: исследовать возможности усовершенствования измерительных схем (ИС), рассмотреть возможности применения всех возможных принципов построения инвариантных ИП, обратив при этом особое внимание на многоканальные методы обеспечения инвариантности с использованием в дополнительных каналах методов следящего и развертывающего преобразования.

Во второй главе по критериям разрешимости многоэлементных двухполюсников и условиям получения взаимонезависимых составляющих выходного сигнала определены оптимальные конфигурации ИС для получения информации о параметрах контактного и бесконтактного ЕД. Проведен анализ чувствительности по каждому из параметров ЕД для трех вариантов ИС с различными видами опорных элементов и входных воздействий: инвертирующий и неинвертирующий варианты включения дифференциального операционного усилителя (ОУ) и с использованием двух ОУ. Для получения на выходе ИС сигнала с составляющими, определяемыми значением только одного параметра, контактный ЕД включается между выходом источника входного воздействия и инвертирующим входом ОУ, охваченного емкостной отрицательной обратной связью.

ИС с неинвертирующим включением ОУ позволяет заземлить одну из обкладок ЕД, что повышает помехоустойчивость и входное сопротивление, но имеет существенно меньшую чувствительность и малый динамический диапазон. ИС с использованием двух ОУ обладает несколько большей чувствительностью, но меньшей помехоустойчивостью, меньшей областью устойчивой работы и более сложна в настройке. По этим причинам в дальнейших исследованиях использовались ИС на одном ОУ с инвертирующим включением, емкостной отрицательной обратной связью и входным воздействием в виде перепада напряжения (/д. Для

этой ИС выходное напряжение и чувствительность по каждому из параметров ЕД определяются выражениями

-1

Л,с0 Со

¿(сО^о/Со; ^Ь-^/^Со;

с0

1-е-^х

1 + -

ЯоС-

(I)

(2)

>- -¿у

Со4

Далее в главе с использованием метода сигнальных графов разработаны и проанализированы алгоритмы ИП параметров ЕД с временным разделением каналов и селективными методами обеспечения инвариантности. Указаны весьма ограниченные функциональные возможности ИП данного класса из-за выхода ОУ И С за пределы линейного режима амплитудной характеристики при изменении в широких пределах параметров ЕД. Показана перспективность применения алгоритмов комбинированных методов обеспечения инвариантности на базе многоканальных и селективных методов пространственного и временного разделения сигналов.

Разработаны и проанализированы алгоритмы функционирования ИП параметров ЕД с комбинированными методами обеспечения инвариантности с полной компенсацией и частичной перекомпенсацией в ИС составляющей, определяемой значением сквозной проводимости ЕД. Показано, что ИП с использованием

режима перекомпенсации могут обеспечить широкие диапазоны изменения параметров ЕД. Разработан алгоритм построения ИП параметров ЕД с использованием разложения составляющих выходного сигнала ИС на базисные функции Уолша.

В третьей главе представлены результаты разработки функциональных схем ИП параметров ЕД с комбинированными методами обеспечения инвариантности с полной компенсацией или с частичной перекомпенсацией влияния сквозной проводимости ЕД, значение которой изменяется в широких пределах.

На рис. 2 приведены функциональная схема и временные диаграммы работы ИП параметров ЕД в интервалы времени.

Рис. 2

Работа ИП осуществляется в два такта. В первом такте с выхода источника опорного напряжения ИОН через переключатель ПК1 на ЕД воздействуют два разнополярных импульса малой длительности. Во втором — разнополярные импульсы большой длительности.

После окончания первого короткого импульса выходное напряжение ОУ имеет вид

( т.,.

^оус = 'О=ад

Л1С0 + с/0с2

1-е

1-е

л,С,

(3)

Так как длительность импульса тщ « И2С2, то выходное напряжение ОУ определяется только значением сквозной проводимости ЕД

= = (4)

В момент ^ по команде с узла управления УУ переключатель ПК1 размыкается, а ПКЗ — замыкается. Запомненное на емкости Со напряжение списывается стабильным током, задаваемым от ИОН через опорный резистор . Этот процесс продолжается до момента смены знака напряжения на выходе ОУ. Сработает компаратор К, и в УУ выделится интервал времени, определяющий значение сквозной проводимости ЕД:

Д/<и = *шЛ0зМ- (5)

В момент ¡2 УУ замыкает ПК1 и размыкает ПКЗ. На ЕД воздействуют два коротких импульса напряжения разного знака, под воздействием которых на выходе ОУ имеем напряжение, определяемое значением емкости С| мгновенной поляризации:

#оу(' = 'з) = вд/со- (6)

В момент 23 УУ замыкает ПКЗ и размыкает ПК1. Происходит процесс разряда конденсатора Со. Срабатывает компаратор К, и в УУ выделяется интервал времени

д'с, = и - 'з = ЛозС,

(7)

Во втором такте преобразования в момент /4 УУ опять осуществит переключение ПК1 и ПКЗ. На выходе ЕД задается воздействие в виде двух разнополярных примыкающих импульсов напряжения большой длительности ^ 6(^2^2) шах . Такая длительность необходима для завершения переходных процессов, вызванных зарядом емкости С2 замедленной (ориентированной) поляризации. Этим исключается влияние на результат преобразования значения сопротивления /?2 релаксационных потерь. Влияние сопротивления /?] устраняется введением компенсирующего воздействия через переключатель ПК2 и опорный резистор /?02- В момент времени /5

*/оу('5) = <С1+С2)£/О/С0. (8)

В момент /5 окончания импульса большой длительности отрицательной полярности сработает УУ. Замкнется ПКЗ и разомкнутся ПК1 и ПК2. После очередного срабатывания компаратора К в УУ выделится интервал времени

Д>(с1+с2)=>6-'5=лоз(С1+С2). (9)

Резистор /?04 и ключ Кл выполняют сервисные функции, предотвращая вход ОУ в область насыщения.

Примеры определения по измеренным значениям параметров С\, ¿2 и Я\ ЕД значения влажности ^рассмотрены в четвертой главе.

В ИП с использованием сложного воздействия на ИС в виде суммы низкочастотного напряжения в форме прямоугольных импульсов и высокочастотного напряжения синусоидальной формы информация о значении сопротивления выделяется в ККиИ, состоящий из амплитудно-временного дискриминатора и интегратора. Информация о значении емкостей С\ и С2 выделяется схемой частотной селекции, содержащей фильтры низких и верхних частот, амплитудный детектор и весовые сумматоры. Информация о значении сопротивления Я2 выделяется с помощью узла определения отношений напряжений, на входы которого воздействуют напряжения, пропорциональные постоянной времени /?2С2 и емкости С2.

В ИП с использованием алгоритмов обработки выходного сигнала ИС на основе базисных функций Уолша основными узлами

функциональной схемы являются генератор функций Уолша первого и второго порядка; аналоговые перемножители сигналов; фильтры нижних частот; весовые сумматоры. Для определения значения сопротивления /?1 используется ККиИ с амплитудным анализом выходного сигнала ИС и регулируемой мерой в виде дискретно управляемого делителя напряжения. Остальными элементами ИП являются: интегратор, одновибратор, узел выборки и хранения и узел определения отношения напряжений.

Введение в ИС режима частичной перекомпенсации приводит к генераторной структуре ИП, относящихся к преобразователям с переменным периодом воздействия на ИС. В таких ИП используются режимы следящего или развертывающего уравновешивания, при этом в процессе уравновешивания частота генерируемых колебаний обычно увеличивается. Основным достоинством является линейный режим работы ОУ ИС во всем диапазоне изменения параметров ЕД.

Дополнительными элементами ИП с частичной перекомпенсацией, кроме ИС и ККиИ, являются делители частоты, обычные и реверсивные счетчики, цифро-аналоговые преобразователи, преобразователи «код-напряжение» и «напряжение-код».

ИП со следящим уравновешиванием целесообразно использовать при изменении влажности исследуемого вещества, например, в процессе сушки зерна перед помолом. Однако в таких преобразователях возникают проблемы обеспечения устойчивости.

Достоинство ИП развертывающего уравновешивания состоит в отсутствии проблемы обеспечения устойчивости. Недостатком являются значительные погрешности, вызванные возможным изменением сквозной проводимости, которые не отслеживаются при однократном процессе уравновешивания. Для устранения этого недостатка был разработан ИП, в котором цикл уравновешивающего преобразования периодически повторяется.

Четвертая глава посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию разработанных ИП параметров ЕД. В этой главе приведены результаты анализа статических и динамических погрешностей ИС, систематических составляющих статических погрешностей и быстродействия ИП параметров ЕД. Значительную часть главы составляют результаты экспериментального исследования ИП параметров ЕД для устройств измерения влажности зернобобовых культур.

Анализ статических погрешностей ИС проведен с использованием теории графов с учетом неидеальности ОУ.

При использовании импульсного воздействия на ИС важное значение приобретают динамические погрешности, которые определяются значением емкости нагрузки Сн, входной емкостью Свх и скоростью нарастания 5 выходного напряжения ОУ. Наиболее важна динамическая погрешность при определении емкости С\ мгновенной поляризации

' ДйЛ

Дйс

6 С, = —

С02е

1

(С1+СК)(С0+СН)

В этом выражении

'"с,

At

х ~ Л^стр > А/стр ~

~тс

Q

+ 2,3тс lg

А'х

т

Skc

(10)

I R1UX J

А<3 =

. U0Ci

C0£

•тс ~~ соответственно, оптимальное время

егробирования и время задержки установления выходного напряжения ОУ;

хс

1

— постоянная времени ОУ, определяемая

2 л/с 2к/{С{)

через значение сопрягающей частоты fc или значение f\ единичного усиления; е — относительная (всегда отрицательная) погрешность установления выходного напряжения ОУ.

Анализ погрешностей ИП параметров ЕД проведен с использованием методов чувствительности, что позволило определить знаки и весовые коэффициенты составляющих результирующей погрешности. Анализ времени преобразования показал, что для обеспечения малых значений погрешностей и приемлемого времени преобразования в ККиИ необходимо использовать методы параллельно-последовательного уравновешивания.

Разработаны и экспериментально исследованы ИП, в которых информативными являются все четыре параметра ЕД, в которых уравнение преобразования имеет вид

W = KyCi - A\K2R\ - А2К3С2 - A3K4R2. (11)

В этом уравнении из результата преобразования К\ С{ вычитается величина, учитывающая влияние неинформативных параметров ЕД (Л\; С2; /?г) в соответствии с экспериментально определенными весовыми коэффициентами А\, у42, Л3 и Л4, позволяющими осуществить аддитивную и мультипликативную коррекцию функции преобразования. Четырехпараметровый влагомер (рис. 3,а) имеет следующие характеристики: диапазон измерения параметра С[ = 5...100 пФ с относительной погрешностью 8С] = 0,3%; С2 = 5...15000 пф; с 8С2 = 0,35%; ^ = 10 кОм ... 3 МОм с 6Л] = 1,2%; Я2 = 3...180 кОм с 6Л2 = 1,41% - при измерении влажности в диапазоне от 5% до 30%.

Анализ результатов экспериментальных исследований позволил выявить две области работы, в которых значения параметров С] и С2 практически пропорциональны значению влажности. Это позволило уменьшить число измеряемых параметров до двух, осуществив при этом разбиение диапазона измерения влажности на поддиапазоны. Разработаны и экспериментально исследованы измерители влажности зернобобовых культур с определением значений емкостей мгновенной С\ и замедленной С2 поляризации. В этом случае имеем исходную систему уравнений

а

б

Рис. 3

С1 = щЖ + а2М 1 С2 = аг\¥ + а4М] ' Влажность определяется уравнением

(12)

-«4-Сх--

ща^ - в2йз а^ - я2оз

В этих выражениях а\ и Д3 — коэффициенты влияния влажности на значения емкостей С] и С?, «2 и а4 — коэффициенты влияния на значения емкостей С[ и С^ обобщенного неинформативного параметра М (с учетом влияния других параметров ЕД).

Двухпараметровый измеритель влажности (рис. 3,6) обеспечил те же характеристики, что и четырехпараметровый. Однако уменьшение числа измеряемых параметров усложнило схему обработки, используемую для кусочно-линейной аппроксимации характеристики и коррекции методической погрешности. '

Для снижения дополнительной погрешности в обоих измерителях влажности используется узел компенсации температурной погрешности. <

Экспериментальные исследования проводились в Одесской лаборатории градуирования влагомеров (г. Одесса, Республика Украина) Министерства заготовок СССР при участии сотрудников Всесоюзного научно-исследовательского института зерна (г. Москва). Для проведения исследований были подобраны образцы пшеницы различных почвенно-климатических зон произрастания с различными физико-химическими и структурно-геометрическими параметрами. Параллельно влажность исследуемых проб определялась на образцовой установке УВТ-1. Обработка результатов осуществлялась методами корреляционного и регрессионного анализа. С учетом полученных положительных результатов, были даны рекомендации по подготовке опытной партии и внедрению влагомеров.

В пятой главе рассмотрены пути совершенствования ИП параметров ЕД. Для повышения точности путем снижения аддитивных и мультипликативных погрешностей предложено использовать алгоритмы функционирования с периодической коррекцией дрейфа напряжения смещения и входных токов ОУ. Для повышения чувствительности и расширения диапазона изменения измеряемых параметров ЕД предложено ввести дополнительный канал компенсации составляющей выходного напряжения ИС, пропорциональной параметрам медленной поляризации вещества в ЕД. Для повышения быстродействия предложены варианты ИП парамет- «

ров ЕД с аналоговыми каналами компенсации на базе полевых транзисторов и аналоговых перемножителей сигналов.

В прил. Ш представлены таблицы результатов экспериментальных исследований: в прил. П2 — фотографии разработанных и внедренных ИП, в прил. ПЗ — документы, подтверждающие факты внедрения ИП.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

1. Проведены обзор и анализ состояния рассматриваемого вопроса и средств измерения параметров электрофизических свойств веществ с помощью емкостных датчиков (ЕД). Обоснована эквивалентная электрическая схема замещения ЕД. Показана перспективность использования инвариантных преобразователей параметров электрических цепей с сочетанием многоканальных и селективных методов для целей совершенствования преобразователей параметров ЕД.

2. По критериям разрешимости многоэлементных двухполюсников и условиям получения взаимонезависимых составляющих выходного сигнала определены оптимальные конфигурации и чувствительности схем по каждому из параметров схемы замещения ЕД для измерительных схем, обеспечивающих получение сигналов, определяющих параметры ЕД.

3. Предложены алгоритмы функционирования и функциональные схемы преобразователей параметров ЕД в напряжение, частоту и интервал времени, обеспечивающие более широкие диапазоны изменения параметров ЕД с полной компенсацией и частичной перекомпенсацией влияния сквозной проводимости ЕД.

4. Предложены и проанализированы алгоритмы функционирования и функциональные схемы преобразователей параметров ЕД в напряжение с использованием сложного воздействия на измерительную схему в виде суммы высокочастотного сигнала синусоидальной формы и низкочастотного сигнала прямоугольной формы.

5. Обоснованы и проанализированы алгоритм функционирования и функциональная схема преобразователей параметров ЕД с использованием разложения составляющих выходного сигнала измерительной схемы по базисным функциям Уолша.

6. Проведен теоретический анализ метрологических характеристик преобразователей параметров ЕД. В результате установлено:

- статические погрешности измерительных схем определяются напряжением смещения, дрейфом входных токов и ненулевыми значениями выходного сопротивления операционного усилителя;

-- динамические погрешности измерительных схем определяются значениями входной и выходной емкости и скоростью нарастания выходного напряжения операционного усилителя;

- результирующая погрешность преобразователей параметров ЕД определяется погрешностями компенсации влияния сквозной проводимости и опорного элемента.

7. Разработаны и экспериментально исследованы преобразователи параметров ЕД с измерением всех четырех параметров эквивалентной схемы. Определены условия, и проведена минимизация числа измеряемых параметров до двух — емкостей мгновенной и замедленной поляризации. Разработанные приборы для измерения влажности зернобобовых культур показали высокие метрологические характеристики, были доведены до опытных образцов и внедрены на ряде предприятий.

8. Определены направления дальнейшего совершенствования, и разработаны структурные схемы преобразователей параметров ЕД повышенной точности с периодической компенсацией дрейфа параметров операционного усилителя измерительной схемы и с введением дополнительных каналов компенсации сквозной проводимости и параметров, характеризующих процессы медленной поляризации. Для повышения быстродействия предложены структурные схемы преобразователей параметров ЕД с аналоговыми каналами компенсации на основе полевых транзисторов и аналоговых перемножителей сигналов.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО РАБОТЕ

1. Исследование электрофизических свойств зерна и разработка влагомера повышенной точности / П. В. Машошип, И.-С. Е. Мамбиш, В. С. Корма/сов, И. К. Пейрос, Т. Д. Джапаридзе, В. Ф. Рябов Ц Достижения и перспективы работ в области разработки и внедрения средств измерения влажности продукции предприятий агропромышленного комплекса и других отраслей народ-нош хозяйства: Материалы 7-й Всесоюзной науч.-техн. конф. —

Кутаиси: ДНТП, 1984.

2. Машошин П. В. АЦП для влагомеров сыпучих веществ / П. В. Машошип, В. Ф. Рябов // Приборы и системы управления, 1988. - № 2.

3. Машошин П. В. Повышение точности однопараметрового преобразователя емкостного датчика в интервал времени // Интегрирующие частотные, время-импульсные преобразователи и цифровые средства измерения на их основе:. Материалы зонального семинара. — Пенза, 1987.

4. Машошин П. В. Принцип повышения точности аналого -цифрового преобразования параметров датчиков электрофизических свойств веществ / П. В. Машошин, В. Ф. Рябов // Структурные методы повышения точности, чувствительности, быстродействия измерительных приборов и систем: Материалы 7-й республиканской науч.-техн. конф. — Киев, 1985.

5. Машошин П. В. Применение микрокалькуляторньтх БИС в приборах для измерения парметров электрических цепей / П. В. Машошин, П. П. Чураков // Методы и средства аналого-цифрового преобразования параметров сигналов и цепей: Материалы 2-й Всесоюзной конф. — М.: МДНТП, 1981.

6. Машошин П. В. Многопараметрический емкостной преобразователь для автоматизации исследования электрофизических свойств веществ // Проблемы автоматизации в прочностном эксперименте: Материалы Седьмого Всесоюзного симпозиума. — Новосибирск, 1989.

7. Машошин П. В. Анализ погрешностей измерительных схем АЦП параметров емкостных датчиков // Цифровая информационно-измерительная техника. Межвуз. сб. науч. тр. — Вып. 18. ~ Пенза: ППИ, 1989. - С. 63-66.

8. Машошин П. В. Анализ устойчивости АЦП параметров емкостных датчиков с расширенным диапазоном соотношения параметров / Повышение эффективности автоматизированных средств восприятия и обработки информации: Материалы зональной школы-семинара. — Пенза: ПДНТП, 1985.

9. Машошин П. В. Диэлькометрический влагомер зерна / П. В. Машошин, В. Ф. Рябов// Информ. листок № 252/87. — Пенза: ПЦНТИ, 1987.

10. Машошин П. В. Двухпараметровый емкостной АЦП для автоматизированных систем и устройств измерения влажности сыпучих веществ / П. В. Машошин, В. Ф. Рябов // Достижения и перспективы работ в области разработки и внедрения средств измерения влажности продукции предприятий агропромышленного комплекса и других отраслей народного хозяйства: Материалы 7-й Всесоюзной науч.-техн. конф. — Кутаиси: ДНТП, 1984.

11. Машошин П. В. Преобразователь для емкостных влагомеров / П. В. Машошин, П. П. фраков // Методы и средства измерений физических величин: 2-я Всероссийская науч.-техн. конф. - Нижний Новгород: ННГТУ, 1997. - С. 3.

12. Машошин П. В. Преобразователь для устройств измерения влажности сыпучих веществ / П. В. Машошин, В. П. Чураков Ц Методы и средства преобразования и обработки аналоговой информации: Материалы Международной науч.-техн. конф. — Ульяновск: УлГТУ, 1999. - С. 45-46.

13. Машошин П. В. Устройство для измерения влажности / П. В. Машошин, В. П. Чураков // Методы и средства измерения в системах контроля и измерения: Материалы Международной науч.-техн. конф. — Пенза: Изд-во Пенз'. гос. ун-та, 1999. — С. 39-40.

14. Машошин П. В. Оценка погрешности измерительной схемы емкостных влагомеров / П. В. Машошин, М. А. Крюков, П. П. Чураков / Измерения 2000: Материалы Международной науч.-техн. конф. — Пенза: Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2000. — С. 47—49.

15. Машошин П. В. Преобразователь параметров емкостного датчика для диэлькометрических влагомеров / П. В. Машошин, П. П. Чураков, М. Ю. Щербаков // Датчики и системы, 2003. — № 1. - С. 24-26.

16. А. с. 1377704 (СССР). Емкостной влагомер зерна / П. В. Машошин, В. Ф. Рябов, Т. Д. Джапаридзе, Э. Д. Шаламберидзе и Р. Н. Месхидзе Ц Открытия. Изобретения, 1988. — № 2.

17. А. с. 1140028 (СССР). Преобразователь параметров контактного емкостного датчика / А. И. Мартяшин, П. В. Машошин, В. Ф. Рябов Ц Открытия. Изобретения, 1985. — № 6.

18. А. с. 898343 (СССР). Измеритель индуктивности катушек / А, И. Мартяшин, П. В. Машошин, А. В. Светлов, В. М. Чайковский, П. П. Чураков Ц Открытия. Изобретения, 1982. — № 22.

19. А. с. 1242801 (СССР). Аналого-цифровой преобразователь параметров диэлькометрического датчика / А. И. Мартяшин, П. В. Машошин, В. Ф. Рябов, Ю. В. Работкин, И.-С. Е. Мамбиш, Б. С. Кормаков I/ Открытия. Изобретения, 1986. — № 25.

20. А. с. 1564569 (СССР). Преобразователь емкостных параметров двухполюсника в интервал времени / Д. Л. Акимов, П. В. Машошин, С. В. Никишин // Открытия. Изобретения, 1990. — № 18.

21. А. с. 1547063 (СССР). Аналого-цифровой преобразователь параметров диэлькометрического датчика / Д. Л. Акимов, П. В. Машошин, С. В. Никишин Ц Открытия. Изобретения, 1990. - № 8.

Машошин Петр Викторович

Преобразователи параметров емкостных датчиков для измерения влажности сыпучих веществ

Специальность 05.11.01 — Приборы и методы измерения (электрические величины)

Редактор Т. Я. Судовчихина Технический редактор Я. Л. Вьялкова

Корректор Ж. А. Лубенцова Компьютерная верстка Я. В. Ивановой

Сдано в производство 22.05.03. Формат 60х84'/1б. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ. л. 1.16.

_Заказ № 35В. Тираж 80._

Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40 Отпечатано в типографии ПГУ

!

f

jipo 3-/1

И 1 2 4 7

Список основных сокращений

Введение

1. Анализ современного состояния методов и средств измерения электрофизических свойств сыпучих материалов

Ф1 1.1. Представление емкостных датчиков эквивалентными схемами замещения

1.2.Обзор и анализ устройств измерения параметров емкостных датчиков.

Актуальность темы

Повышение качества различной продукции, снижение энергозатрат при производстве и хранении готового'продукта является одной из актуальных задач народного хозяйства. Решение данной задачи невозможно без создания приборов для измерения качественных показателей веществ.

Одним из наиболее распространенных показателей качества сыпучих веществ является влажность.

В народном хозяйстве требуется [1,2,3] определять влажность более 1000 различных веществ. Одно из направлений измерения влажности сыпучих веществ основано на использовании емкостных параметрических датчиков," конструктивно представляющих собой конденсатор, диэлектриком которого является исследуемое вещество. Воздействуя электрическим полем на вещество и исследуя результат этого> воздействия, получают информацию о электрофизических па-, раметрах вещества, косвенно связанных с подлежащим измерению параметром. В известных разработках [4,5] емкостной датчик с веществом представляется в основном двухэлементной схемой замещения, что приводило к появлению погрешности от влияния неучитываемых параметров.

Повышение точности приборов для измерения влажности возможно лишь при более корректном представлении схемы замещения емкостных датчиков с веществом в виде многоэлементного двухполюсника. Задача раздельного преобразования параметров многоэлементных двухполюсников (ПМД) в общем случае не нова [6,7,8] и различные аспекты ее решения интенсивно разрабатываются многими научными коллективами [9.22] .

Специфика преобразования ПМД, представляющих схемы замещения емкостных датчиков (ЕД) влажности сыпучих веществ, заключается в сложности наиболее полной адекватной электрической схемы замещения и чрезвычайно широком диапазоне соотношений параметров для некоторых классов веществ. Получение с высокой точностью информации о значении параметров ЕД при широком диапазоне их значений является темой данной диссертационной работы.

Научная новизна.

1. Определены пути совершенствования ИП параметров ЕД, обладающих расширенным диапазоном изменений параметров эквивалентной электрической схемы замещения и повышенной точностью преобразования.

2. Исследованы варианты построения измерительных схем для получения напряжений, составляющие которых несут информацию о параметрах ЕД.

3. Разработаны и исследованы ИП -параметров ЕД с временным разделением каналов и селективными методами обеспечения инвариантности.

4. Разработаны и исследованы ИП параметров ЕД с пространственным разделением каналов и использованием в каналах компенсации и измерения (ККиИ) режимов компенсации и перекомпенсации.

5. Разработаны и исследованы ИП параметров ЕД с улучшенными метрологическими характеристиками и определены направления дальнейшего совершенствования путем соче6 тания нескольких методов.обеспечения инвариантности. б. Предложена и апробирована методика экспериментального исследования метрологических характеристик средств измерения влажности сыпучих веществ.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Анализ информативности параметров эквивалентных электрических схем замещения ЕД и выбор ИП, обеспечивающих требуемые для измерения влажности сыпучих веществ диапазоны изменения параметров ЕД.

2. Исследование вариантов измерительных схем с целью определения оптимального соотношения между чувствительностью преобразования по каждому из параметров ЕД, устойчивостью и сложностью реализации.

3. Разработка и исследование ИП с полной компенсацией влияния сквозной проводимости ЕД в канале компенсации и измерения (ККиИ).

4. Разработка и исследование ИП с частичной перекомпенсацией влияния сквозной проводимости ЕД в ККиИ.

5.Теоретическое и экспериментальное исследование точностных характеристик ИП с целью достижения оптимальных соотношений погрешностей измерения отдельных параметров ЕД и интервалов инвариантности.

6. Определение путей совершенствования и разработка ИП параметров ЕД с улучшенными метрологическими характеристиками .

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на 2-ой Всесоюзной конференции «Методы и средства аналого-цифрового преобразования параметров 7 сигналов и цепей» (г. Москва,1981 г), на 7-ой Всесоюзной НТК «Достижения и перспективы работ в области разработки и внедрения средств измерения влажности продукции предприятий агропромышленного комплекса и других отраслей народного хозяйства» (г. Кутаиси, Грузия, 1984 г.), на 7-ой республиканской НТК «Структурные методы повышения точности, чувствительности, быстродействия измерительных приборов и систем» (г. Киев, Украина, 1985 г.)/ на зональном семинаре «Интегрирующие частотные, время-импульсные преобразователи и цифровые средства измерения на их■основе» (г. Пенза, 1987 г-)/ на зональной школе-семинаре «Повышение эффективности автоматизированных средств восприятия и обработки информации» (г. Пенза, 1985 г.), на 7-ом Всесоюзном симпозиуме «Проблемы автоматизации в прочностном эксперименте» (г. Новосибирск, 1989 г.), на 2-ой Всесоюзной НТК «Методы и средства, измерений физических величин» г. Нижний Новгород, 1997 г.), на Международной НТК «Ме | тоды и средства преобразования и обработки аналоговой информации» (г. Ульяновск, 1999 г.), на Международной НТК «Методы и' средства измерения в системах контроля и измерения» (г,. Пенза, 1999 г.), на Международной НТК «ИзмереI ния 2000» (г. Пенза, 2000 г.) и на НТК профессорско-преподавательского состава Пенз. ГУ в 1981.2002 гг.

Актуальность работы подчеркивается тем фактом, что многие научные коллективы, ведущие исследования в данном направлении, оказались за пределами Российской Федерации.

Основные результаты и выводы по работе

1. Проведен обзор и анализ состояния методов и средств измерения параметров электрофизических свойств веществ с помощью емкостных датчиков ЕД. Обоснована эквивалентная электрическая схема замещения ЕД. Показана перспективность использования инвариантных преобразоваI телей параметров электрических цепей с сочетанием многоканальных и селективных методов для целей совершенствования преобразователей параметров ЕД.

2. По критериям разрешимости многоэлементных двухI полосников и условиям получения взаимонезависимых составляющих определены оптимальные конфигурации и чувствительности измерительных схем по каждому из параметров ЕД.

3. Предложены и проанализированы алгоритмы функционирования и функциональные схемы преобразователей параметров ЕД в напряжение, частоту и интервал времени, обеспечивающие более широкие диапазоны изменения параметров ЕД с полной компенсацией и частичной перекомпенсацией влияния сквозной проводимости ЕД.

4. Предложены.и проанализированы алгоритмы функционирования и функциональные схемы преобразователей параметров ЕД с использованием сложного воздействия на измерительную схему в виде суммы высокочастотного синусоидального сигнала и прямоугольных импульсов следующих с существенно меньшей частотой.

5. Обоснованы и проанализирован алгоритм функционирования и функциональная схема преобразователей параметров ЕД с использованием разложения составляющих выходного сигнала измерительной схемы по базисным функциям Уолша.

6. Проведен анализ метрологических характеристик преобразователей параметров ЕД. В результате установлено : статические погрешности измерительных схем определяются напряжением смещения, дрейфом входных токов и ненулевыми значениями выходного сопротив

1 I ления операционного усилителя; " динамические погрешности измерительных схем определяются значениями входной и выходной емкости и скоростью:нарастания выходного напряжения операI ционного усилителя;

- результирующая погрешность преобразователей параметров ЕД определяется погрешностями компенсации влияния сквозной проводимости и опорного элемента; для повышения быстродействия необходимо использовать методы параллельно-последовательного уравновешивания .

7. Разработаны и экспериментально исследованы преобразователи параметров ЕД с измерением всех четырех параметров эквивалентной схемы. Определены условия и проведена минимизация числа измеряемых параметров до двух - емкостей мгновенной и замедленной поляризации.

Предложены и исследованы двухпараметровые влагомеры. Разработанные приборы для измерения влажности зернобобовых культур показали высокие метрологические характеристики, доведены до опытных образцов и внедрены на ряде предприятий.

8. Определены пути дальнейшего совершенствования и разработаны структурные схемы преобразователей параметров ЕД повышенной точности с периодической компенсацией дрейфа параметров операционного усилителя' измерительной схемы и с введением дополнительных каналов компенсации сквозной проводимости и параметров, характеризующих 1 процессы медленной поляризации. Для повышения быстродействия предложены структурные схемы преобразователей параметров ЕД с аналоговыми каналами компенсации на основе полевых транзисторов и аналоговых перемножителей сигналов.

1. Секанов Ю.П. Влагометрия сельскохозяйственных материалов // Всесоюзная академ. с.-х. наук им. Ленина -М.: Агропромиздат, 1985.-160с.

2. Дубров Н.С. и др. Многопараметрические влагомеры для сыпучих материалов // Н.С. Дубров, Е.С. Кричевский, Б.И. Неволин. М.: Машиностроение, 1980.-144с.

3. Джапаридзе П.Д., Месхидзе Р.Н., Пруидзе В.Е. Эквивалентная электрическая схема емкостного первичного преобразователя влажности с изолированными электродами / / Измерительная техника, 1975.№5. с.77-79.

4. Бугров A.B. Высокочастотные емкостные преобразоiватели и приборы контроля качества. М. : Машиностроение, 1982.-94с.

5. Тареев Б.М. Физика диэлектрических материалов: Учебное пособие для вузов.- М.: Энергоиздат, 1982.-320 е.

6. Кнеллер В.Ю., Боровских Л.П. Определение параметров многоэлементных двухполюсников. М.: Энергоатомиздат, 1986, 144с.: ил.

7. Основы инвариантного преобразования параметров электрических цепей / А. И. Мартяшин, К. Л. Куликовский, С.К. Куроедов, Л.В. Орлова // Под ред. А.И. Мартяшина -М.: Энергоатомиздат, 1990.-216с.

8. Гриневич Ф.Б., Сурду М.Н. Высокоточные вариационные измерительные системы переменного тока. Киев: Наук, думка, 1989.-192с.

9. Теория и практика экспрессного контроля влажности твердых и жидких материалов. Под ред. Е.С. Кричевского. -М.: Энергия, 1980.10. Графов Б.М., Укше . Е.А. Электрохимические цепипеременного тока. М.Наука, 1973.-128с.

10. Цифровые приборы и системы для измерения параметров конденсаторов / C.JI. Эпштейн, В. Г. Давидович, Г.И. Литвинов и др.// Под ред. C.JI. Эпштейна. М. : Сов .радио, 1978.-192с.

11. Кнеллер В.Ю. Автоматическое, измерение составляющих комплексного сопротивления. М.-Л.: Энергия, 1967.

12. Гриневич Ф.Б. Автоматические мосты переменного тока. Новосибирск: Изд-во СОАН СССР, 1964.

13. Карандеев К. Б. Специальные методы электрических измерений. M.-JI.: Госэнергоиздат, 1963.

14. Кольцов A.A. Электрические схемы уравновешивания.- М.': Энергия, 1976.-272с.I

15. Лихтциндер Б.Я., Широков С.М. Многомерные измерительные устройства. М.: Энергия, 1978.-312с. .

16. Передельский Г.И. Мостовые цепи с импульсным питанием. М.: Энергоатомиздат, 1988.-192с.:ил.

17. Раздельное преобразование комплексных сопротивлений. Добров Е.Е., Татаринцев И.Г., Чорноус В.Н., Штамбер-гер Г.А. / Под ред. Г.А. Штамбергера. Львов: Виша шк. Изд-во при Львов, ун-те, 1985.-136с.

18. Алиев Т.М., Мелик-Шахназаров А.М., Шайн И.Л. Автокомпенсационные измерительные устройства переменного тока. М.: Энергия, 1977.-360с.

19. Алиев Т.М., Степанов П.П. Развертывающие компенсаторы комплексных величин. М.: Энергия, 1969.-89с.

20. Бурбело М.И. Квазиуравновешенные цепи для измерения электрических параметров емкостных датчиков влагомеров нефти и нефтепродуктов. Автореф. Дис. канд. техн. наук.- Киев, 1987.-18с.

21. Гриневич Ф.Б., Новик А. И. Измерительные компенсационно-мостовые устройства с емкостными датчиками.-Киев.:Наукова думка, 1987.-112с.

22. Орешкин П. Т. Физика полупроводников и диэлектриков. /Учеб. Пособие для специальности вузов «Полупроводники и диэлектрики».-М.:Высшая школа,1977.-448с.

23. Андреев B.C. Об электрических эквивалентных схемах емкостных преобразователей для измерения электропроводности бесконтактным методом//Измерительная техника .1971.№8.с.80-82.

24. Ройфе B.C. Определение значений элементов сложной схемы замещения поляризованных диэлектриков//Измерительная техника.1984, №7.с.63.

25. Разработка диэлектрического влагомера зерна на базе инвариантного аналого-цифрового преобразователя.Отчет по х/д №83-054.Гос.per. №01.83.0050722. Рябов В Ф., Машо-шин П.В.-Пенза:ППИ,1985.

26. Суровицкая Г.В. Разработка и исследование процессорных средств измерения параметров элементов сложных двухполюсных электрических цепей//Диссертация на соискание уч.ст. к.т.н.-Пенза:ПГТУ,1996.

27. Тюкавин А. А, Измерение параметров трех и четырех-элементных двухполюсников мостами переменного тока.- Саратов: Издат-во СГУ,1988.-112с.

28. Бахмутский В.Ф. Универсальные цифровые измерительные приборы 'и системы.-К.:Техника,1979.-208с.

29. Тюкавин A.A. Теория уравновешивания и методы синтеза мостов переменного тока для измерения параметров1.,трех-,четырех-и многоэлементных двухполюсников./ Автореферат диссер. на соиск. уч.' ст. д. т.н.- УльяIновск:УГТУ,1995.-39с.

30. Петров : Б.Н.,Викторов В.А. Лункин Б.В.,Совлуков A.C. Принцип инвариантностиi в измерительной технике.-М.: Наука,1976,-244с.

31. Мартяшин А.И.,Чернецов В.И.,Куликовский К.Л., Данилов А.Ю. Принципы построения многопараметровых измерительных преобразователей датчиков.-Датчики систем измерения: Межвуз.сб.науч.тр.Пенза:Пенз. политехи, инс-т,1985, вып.5,161-166с.

32. Кулапин В. И. Разработка и исследование универсальных преобразователей параметров многоэлементных двухполюсных электрических цепей в унифицированные сигналы.-Дисс. .к.т.н.Пенза,1987.-239с.

33. A.c.938199 СССР.Преобразователь параметров четы-рехэлементных двухполюсников в напряжение./А.И. Мартяшин,В.М. Чайковский, П.П. Чураков,//ОИПОТЗ,1982,№ 23.

34. Чураков П.П. Синтез и обработка сигналов в устройствах измерения параметров электрических цепей Диссертация. д.т.н.Пенза:ПГУ,1998.-448с.

35. Свистунов Б.Л. Разработка и исследование инвариантных преобразователей параметров электрических цепей в унифицированные сигналы. Диссертация . к.т.н.Пенза, 1978.-229с.

36. Чернецов В.И. Разработка и исследование принципов инвариантного преобразования параметров сложных электрических цепей. Диссертация .д.т.н. Пенза, 1981-256с.

37. Рябов В.Ф. разработка и исследование преобразователей параметров многоэлементных двухполюсных электрических цепей в аналоговые унифицированные сигналы.- Диссертация .к.т.н.Пенза, 1980-217с.

38. Бондаренко Л.Н. Разработка и исследование алгоритмов измерения параметров многоэлементных двухполюсников. Автореферат диссертации. к.т.н.-Пенза: ПГУ,1998.-22с.

39. Светлов A.B. Разработка и исследование измерительных преобразователей параметров двухполюсных электрических цепей .- Диссертация. к.т.н. Пенза,198б-235с.

40. Путилов В.Г. Структурные методы совершенствования измерительных преобразователей параметров двухэлементных электрических цепей.// Диссертация . к.т.н. в форме научного доклада.- ПГТУ,1994.

41. Когельман Л. Г. Помехоустойчивые преобразователи для параметрических датчиков.// Диссертация . к.т.н.-Пенза: ПГТУ,1994.

42. Чураков П.П., Свистунов Б.Л. Измерители параметров катушек индуктивности .- Пенза: Изд-во Пензенск.гос. ун-та,1998.-180с.

43. Патент №50-10517(Япония). Способ анализа на вла-госодержание./ Изобретения за рубежом. Техника испытаний и измерений.1975. №2.с.105.

44. Патент №824900(ВНР). Устройство для измерения влажности./ Б. Балог, Ж. Фабиан.- Опубл. БИ.1985. №15.

45. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. пособие для вузов / Под ред. К. А. Самойло. М. : Радио и связь, 1982.-525с.

46. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учебник для вузов. М.: Радио и связь, 1986-512с.

47. Теумин И. П. Справочник по переходным электрическим процессам. М.:'ГИОЛВРС, 1951.-509с.

48. Тетельбаум И.M.}; Шнейдер Ю.Р. Практика аналогового моделирования динамических систем: Справочное пособие. М. : Энергоатомиздат, 1987.-384с.

49. Гутников B.C. Интегральная электроника в измерительных устройствах. J1.: Энергия ЛО, 1987.-384с.

50. Остапенко А.Г. Анализ и синтез линейных и радиоэлектронных схем с помощью графов : Аналоговые и цифровые фильтры. М.: Радио и связь, 1985.-280с.

51. Гехер К. Теория чувствительности и допусков электронных цепей. М.: Мир, 1973.-200с.

52. Куликов C.B. Синтез и анализ импульсных измерительных преобразователей информационно-измерительных систем. М.: Энергоатомиздат, 1982.-360с.

53. Шляндин В.М. Цифровые измерительные устройства: Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 1981.-335с.

54. Машошин П.В., Рябов В.Ф. АЦП для влагомеров сыпучих веществ // Приборы и системы управления. 1988. №2.

55. Шахов Э.К. Методы построения интегрирующих АЦП: Учебное пособие. Пенза: ППИ, 1984.-92с.

56. Темников Ф.Е. Методы и модели развертывающих систем. М.: Энергоатомиздат, 1987.-136с.

57. A.c. 1377704 (СССР). Емкостной влагомер зерна / Машошин П.В., Рябов В.Ф., Джапаридзе Т.Д., Шаламберидзе Э.Д. и Месхидзе Р.Н'. // Открытия. Изобретения. 1988. №2.

58. A.c. 1140028 (СССР). Преобразователь параметров контактного емкостного датчика / Мартяшин А.И., Машошин П.В., Рябов В.Ф. // Открытия. 'Изобретения,. 1985. №6.

59. Машошин П.В., Чураков П. П. Применение микрокаль-куляторных БИС в приборах для измерения парметров электрических цепей // Материалы 2-ой Всесоюзной конференции «Методы и средства аналого-цифрового преобразования параметров сигналов и цепей». М.: 1981.

60. A.c. 898343 (СССР). Измеритель индуктивности катушек / Мартяшин А.И., Машошин П.В., Светлов A.B., Чайковский В.М., Чураков П. П. // Открытия. Изобретения. 1982. №22.

61. Машошин П.В. Многопараметрический емкостной преобразователь для автоматизации исследования электрофизических свойств веществ / / Материалы Седьмого Всесоюзногосимпозиума «Проблемы автоматизации в прочностном эксперименте». Новосибирск, 1989.

62. A.c. 1242801 (СССР). Аналого-цифровой преобразователь парамеров диэлькометрического датчика / Мартяшин

63. A.И., Машошин П.В., Рябов В.Ф., Работкин Ю.В., Мамбиш И.-. С. Е., Кормаков B.C. // Открытия. Изобретения. 1986. №25.

64. Кустов О.В., Лундин В.З. Операционные усилители в линейных цепях. М.: Связь, 1978.-144с.

65. Справочник по расчету ARC схем / Под ред. A.A. Ланне. - М.: Радио и связь, 1984.-386с.

66. A.c. 951132 (СССР). Преобразователь параметровдатчиков в аналоговый сигнал / Багайдин И.А., Кулапинi

67. B.И., Мартяшин А.И., Рябов В.Ф. // .Открытия. Изобретения.1982. №30. 1f i

68. Пейтон А.Дж., Волш В. Аналоговая электроника на операционных усилителях. М.: Вином, 1994.-352с.

69. Тимонтеев В.Н., Величко Л.М., Ткаченко В.А. Аналоговые перемножители сигналов. М.: Радио и связь, 1982.-112с.

70. Мартяшин А.И., Шахов Э.К., Шляндин В.М. Преобразователи параметров для систем контроля и измерения. М.: Энергия, 1976.-192с.74., Цифровые и аналоговые микросхемы: Справочник / Под ред. C.B. Якубовского. М. : Радио и связь, 1990.-496с.

71. Интегральные схемы: Операционные усилители. Том 1. М.: Физматлит, 1993.-240с.

72. Достал И. Операционные усилители: Пер. с англ. -М.: Мир, 1982.-512с.

73. Крюков М.А., Машошин П.В., Чураков П. П. Оценка погрешности измерительной схемы емкостных влагомеров

74. Материалы МНТК «Измерения-2000».-Пенза, изд-во ПензГУ, 2000,-с. 47-49.

75. Машошин П. В. Анализ погрешностей измерительных схем АЦП параметров емкостных датчиков // Межвуз. сборник науч. тр. «Цифровая информационно-измерительная техника» -Пенза: ППИ, 1989.-с.63-66.

76. Комплексные исследования электрофизических свойств зерна основных сортов пшеницы различных почвенно-климатических зон произрастания / Отчет о НИР по теме 8.01.74. М.: ВНИИЗ, 1976.

77. Влагомер зерна и продуктов его переработки повышенной точности / Отчет о НИР по теме 18.01.01 (1.71) М.: ВНИИЗ, 1984. 1 > %

78. Машошин П.В., Рябов В.Ф. Диэлькометрический влагомер зерна / Информ. листок №252/87. Пенза: ПЦНТИ, 1987. ;

79. Орнатский П.П. Теоретические основы информационно-измерительной техники.-Киев: Вища школа,1976.-432с.

80. Чураков П. П. Выбор операционного усилителя для амплитудного преобразователя параметров электрических цепей.// Информационно-измерительная техника: Межвуз.сб. на-учн.тр.- Пенза: Изд-во Пенз.гос.ун-та,2000.- Вып.22.

81. Дубовой Н.Д. Автоматические многофункциональные измерительные преобразователи.-М: Радио и связь,1989.-256с.

82. А.С.1564569(СССР). Преобразователь емкостных параметров двухполюсника в интервал времени./ Акимов Д.Л., Машошин П.В., Никишин C.B. // Открытия. Изобретения. 1990, №18.

83. Машошин П.В., Чураков П. П. Преобразователь для емкостных влагомеров. //Методы и ¿редства измерений физических величин.: 2-я Всеросийская научно-техн.конф.-Нижний Новгород: ННГТУ, 1997.4.1.с.3.

84. Машошин П.В.,Чураков В.П., Щербаков М.Ю. Преобразователь параметров емкостного датчика для диалькометриче-ских влагомеров.-датчики и системы, 2003, №1,-с.

85. А.С.1547063(СССР). Аналого-цифровой преобразователь параметров диэлькометрического датчика./Акимов Д.Л., Машошин П.В., Никишин C.B.// Открытия. Изобретения. 1990, ÈQ .

86. Машошин П.В.,Чураков В.П. Преобразователь для устройств измерения влажности сыпучих веществ.// Материалы Международной научно-техн. конф. «Методы и средства преобразования и обработки аналоговой информации». Ульяновск: УлГТУ, 1999.-с.45-46.

87. Машошин П.В., Чураков В.П. Устройство для измерения влажности // Материалы Международной научно-техн. конф. «Методы и средства измерения в системах контроля и измерения». Пенза: Пенз.ГУ, 1999.-с.39-40.