автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.15, диссертация на тему:Разработка и исследование волоконно-оптических преобразователей перемещения с расширенным динамическим диапазоном

V м

I П ЛВГ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ИНСТИТУТ ЭЛЕКТРОНИКИ И МАТЕМАТИКИ (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах рукописи УЖ 68]. 586. 57

Лунчева Тамара Михайловна РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ С РАСШИРЕННЫМ ДИНАМИЧЕСКИМ ДИАПАЗОНОМ

Специальность 05.11.15 - Метрология и метрологическое

обеспечение

А В I О Р Е Ф Е Р А Т диссертации из соискание ученой степени кандидата технических наук

ГТ.-.г т/оо —

I о«з

Работа выполнена в Московском государственном институте электроники и математики.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор ЭАК Е. А. Официальные оппоненты - доктор технических наук.

Профессор КОСИНСКИЙ A.B. - кандидат технических наук КУЗИН А.Ю.

Ведущая организация - Научно-исследовательский институт

Измерения

Защита состоится " Л/ « ег^е^гл^иИ- 1993 года в /Z . час. 00 мин, на заседании Специализированного Совета Д 063.68.02. в Московском государственном институте электроники и математики по адресу: 109028, Москва, Б.Вузовский пер., д.3/12.

С диссертацией можно ознакомится в библиотеке института. Автореферат разослан __"___ 1993 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета кандидат технических наук

доцент / ЖУКОВ В.И.

- 3 -

Обеспечении функционирования многих современных машин, технологического и транспортного оборудования , медицинских приборов, информационно-измерительных систем зависит от внедрении пы,:ок<»фф<_>ктинних автоматизированных средств измерения перемещении, совершенствование которых во многом определяется достижениями в области первичных преобразователей.

Направленно работ пс совершенствованию средств измерения, в настоящее время свяаало с разработкой методов и устройств, способных адалтироваться к влиянии как неинформативкых факторов, так и информативных, т.о. качественно новых "интелекгу-альных" датчиков, способна производить управление процессом, измерения (автоматически выбирать диапазон измерения, осуществлять автокалибровку, обр.-йатывать результаты намерения).

Одним из перспективных направлений является разработка бесконтактных волоконно-оптических преобразователей (ВСП) перемещений, на основе функциональной интеграции некогерентной оптоэлектроники и волоконной оптики, принцип действия которых аналогичен принципу действия отражательных оптронзи. Известно, что применение элементов волоконной оптики обеспечивает стабильность работы и сильных электромагнитных полях, в широком диапазоне температур и других некомфортных условиях.

Однако, следует отметить, что рефлектометрические ВОП имеют и ряд недостатков, наиболее существенными из которых являются ограниченный полный диапазон измерений и существенная нелинейность функции преобразования.

Известны работы, где предлагайтет различные способы увеличения диапазона измерения, основанные в основном на нримене-

нии дополнительных оптических элементов. Однако одни из способов значительно усложняют технологию изготовления волоконно-оптических каналов, что приводит к потери преимущества простоты В0Г1. Применение других яе способов приводит к резкому уменьшению чувствительности и точности преобразователя. Поэтому в настоящее время отсутствуют эффективные метель увеличения диапазона измерения ВОП перемещений.

В связи с этим.решение задач, связанных с исследованием и разработкой методов расширения динамического диапазона измерения ВОП перемещений представляется весьма актуальной.

Целью работы является разработка научной основы для проектирования адаптивных ВОП перемещений с расширенным диапазоном-.

В соответствии с целью в диссертации решались следующие основные' задачи .

- систематизация и анализ известных способов увеличения предела измерения ВОП перемещений.;

- исследование механизма формирования функции преобразования1 ВОП1 с расширенным пределом измерения;

- разработка метода увеличения динамического диапазона ВОП',- путем' формирования многоканальной структуры волоконно-оптического' канала;

- исследование метрологических характеристик многоканальных' ВОП;'

- разработка и исследование методов и средств, реализующих предлагаемой метод;

Методы исследований. Проводимые в работе исследования базируются на использовании методов математического моделирова-

ния, регрессионного и корреляционного анализов, теории вероятности и математической статистики, а также линейной теории точнооти.

Научная новизна работы. К основным научным результатам, шлученным лично автором и представленным к защите, относятся:

1. Метод увеличения динамического диапазона измерения ВОП Перемещений.

2. Методика проектирования ВОП с расширенным динамическим диапазоном.

3. Метод аппроксимации функции преобразования ВОП перемещений.

4. Методика снижения основной погрешности ВОП перемещения

5. Результаты исследований многоканальных ВОП перемещений с расширенным динамическим диапазоном.

Практическая ценность работы работы заключается :

- в разработке инженерной методики проектирования многоканальных ВОП перемещений, обеспечивающей получение требуемого диапазона измерения при минимизации основной погрешности измерительного устройства;

- в разработке пакета прикладных программ для автоматизированного расчета структуры и параметров ВОП перемещения с расширенным динамическим диапазоном;

- в разработке измерительных устройств и преобразователей, На базе многоканального ВОП перемещений, в том числе для измерения перемещения мембран при поверке трубок Бурдона.

Реалиаа^я результатов работы. Работа выполнялась н Московском государственном институте электроники и математики по хоздоговорным и госбюджетным НИР с 1385 по 1993 год.

- б -

Результаты диссертационной работы нашли практическое применение на ряде предприятий, в том числе на НПО "Манометр", НПО "Поиск" и РШО "Астрофизика"

Научные результаты диссертации используются в учебно-исследовательской работе, курсовом и дипломном проектировании Московского государственного института электроники и математики.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на двух городских, одной республиканской и четырех Всесоюзных конференциях. В том числе, на Всесоюзной научной конференции "Проблемы теории чувствительности измерительных датчиков, электронных и электромеханических систем" (г.Москва, 1989 г.), на Всесоюзном совещании "Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления" (г.Гурзуф, 1990 г.), на Всесоюзном совещании "Электроника : преобразователи информации" (г.Москва, 1991 г.), на Всесоюзной конференции "Измерения и контроль при автоматизации производственных процессов" (г.Барнаул, 1991 г.).

Публикации. По результатам исследований опубликовано В статей и тезисов докладов на научно-технических конференциях (в том числе положительное решение о выдачи патента на изобретение).

Структура и обьем работы. Диссертационная работа состоит из вв«лгнт, четырех глав, заключения, списка литературы и приложения.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ,Г-ред'.-н;<ч еОосногыраетсл актуальность проводимых иссле-

дований, анализируется современное состояние разработки и применения устройств на база ВОН перемещений, а также факторы сдерживающие применение таких преобразователей.

На основе проведенного анализа определен» основные задачи исслодсеянйй ¡1 сформулирована цель диссертационной рэйоти. Здесъ же отпечена научна? новизна, практическая ценность и реализация результатов работы, изложены основные положения, вы-' пос:а.гие аз аудиту. Кратко излагается содержание зсох разделов диссертации.

В первой гладе диссертационной работы проводится анализ характеристик оптоэлектронных элементов ВОП, с целью определения таких параметров, влияние которых на предел измерения наиболее существенен. Проводится сравнительный анализ существующих методов, ¡юзгюдяг-'отх ур.елк-гаазть диапазон измерения йене-рпта^ькогэ > стгпасгнз, с оценка достигну иго уи'чня г)

риавник яякисх ¿ххачч.

Ири;»'днл действия мгфлек'^ч-ттчеснсго ВОЛ оснояан кодулящад интенсивноога потокз яздученна при изменении величины нгыс'^яеюго перемеиелия. Светгшой локк ох источника излучения по пс-редьлцеиу световоду подводится к поверхности объекта измерения. После отражения часть потока попадает в приемный спеговод, рмрнцк£, (-ж правил'."!, обпшй терец с передающим, и поступает на фотоприемник, где преобразуется в электрический сигнал.'

Функция преобразования рофлсктокэтршеского ВОП перемещения представляет собой гасисимооть сигнала на выходе фотоприемника от расстояния между топчем волоконно-оптического канала и поверхностью измеряемою объекта. Эта зависимость имеет

- & -

восходящий участок с точкой перегиба , участок максимума

с экстремумом в точке ш падающий- участок.

Очевидно, что динамический диапазон зависит от положения1 характерных точек 3-а и ^а^где положение точки Ятах является определяющим, поскольку именно им ограничивается' максимально возможный предел измерения такого ВОП.

Параметры функции преобразования рефлектометрического ВОП перемещения ( положение характерных точек Х0 и Х/»ах , чувствительность и' т.д. )■ определяются многими' факторами' : характеристиками источника излучения и фотоприемника', конструкцией' иг параметрами приемо-передающих волоконно-оптических' каналов, формой и состоянием поверхности'измеряемого объекта, свойствами1 среды'в зазоре и многими другими;

На основе разработанных ранее математических' моделей в работе проводятся' исследования влияния этих параметров, с целью определения тех параметров, управление которыми позволяется- добиться' увеличения' динамического диапазона. В результате получено, что наибольший предел измерения может быть достигнут с помощью применения волоконно-оптических жгутов с граничной структурой: Причем'увеличение площади1приемного'торца волоконно-оптического жгута- приводит к увеличению предела измерения-ВОП. Однако, это не является эффективным методом, поскольку предел измерения; превышающий 5 мм достигается при значительном (более 20 мм) увеличении линейных размеров торца волоконно-оптического жгута, что является в большинстве случаев неприемлемым.

Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать

вывод, что из всех параметров оптоэлектронных элементов ВОП, влияющих на положение точки максимума, а следовательно, и на предел измерения, наиболее существенно оказывает только конструктивная схема ъилокоино-оптинеского кгута.

Исходя из результатов проведенных анализов в первой главе рассматриваются теоретические предпосылки расширения предела измерения ВОП перемещений, и предлагается новый метод увеличе- ■ «ия диапазона намерения ВОП, который заключается в формировании многоканальной стр'лп'ури волоконно-оптического канала. Вместо одного приемного канала, как в простой схеме ВОП перемещений, по предлагаемому методу создается система ив элементарных приемных каналов, имеющих индивидуальные функции преобразования. Результирующая функция преобразования формируется путем суммирования функций преобразования приемных каналов. В устройствах согласования приемных каналов предусмотрена возможность регулировки коэффициентов усиления, к результате чего имеется возможность управлять весом функции преобразования каналов при их суммировании.

Модель такого преобразователя можно представить в виде:

е. =/

где ¿е - веоовой коэффициент элементарного приемного канала.

> ^функция преобразования элементарного приемного

канала.

^ - количество приемных каналов.

Изменение весовых коэффициентов элементарных приемных ка-

налов позволяет изменять форму функции преобразования, а именно увеличивать расстояние до точки Я/пох-

При этом диапазон измерения будет равен расстоянию до &/па наиболее удаленного от источника излучения приемного канала.

Управление весовыми коэффициентами элементарных приемных каналов возможно следующими способами: изменением коэффициентов передачи (усиления) устройств первичной обработки сигналов фотоприемников и выбором взаимного расположения приемных и передающего каналов.

Таким образом, в первой главе предложен метод увеличения динамического диапазона, заключающийся в формирований такой структуры волоконно-оптического канала на базе многоканального волоконно-оптического жгута, которая обеспечивает индивидуальные весовые коэффициенты элементарных.приемных каналов при формировании результирующей суммарной функции преобразования ВОП

Систематизированы основные параметры оптоэлектронного тракта ВОП, варьирование которыми позволяет управлять пределом измерения ВОП.

Установлено, что при проектировании многоканальных ВОП перемещений наиболее целесообразно . осуществлять оптимизацию структуры волоконно-оптического канала с граничной укладкой приемо-передающих волокон по его геометрическим размерам.

Обоснованы основные этапы и задачи исследований и разработки методики проектирования многоканальных ВОП заключающиеся в следующем:

- в исследовании и разработке математической модели функции преобразования приемных каналов ВОП; *

- в разработке метода расчета весовых коэффициентов для

- И -

функций преобразования элементарных приемных каналов;

- в исследовании оптимального соотношения параметров функ ций преобразования элементарных приемных каналов многоканнл; -кого ВОП;

- в исследовании модели погрешности многоканального ВОП;

- в исследовании закона распределения погрешностей;

- в исследовании формы полосы погрешности многоканальнсп

ВОП;

- в исследовании и суммировании составляющих погрешности многоканального ВОП.

Во второй rjáee проводится теоретическое исследование предложенного метода увеличения динамического ди.гпазона ВОП перемещений. С этой целью осуществляется разработка и исследование математической модели функции преобразования элементарного ВСЛ. Для обеспечения формирования функции преобразования ВОП с требуемыми параметрами разрабатывается методика расчет0 весовых коэффициентов для функций преобразования элементарны:-приемных ганалов многоканального ВОП. Проводятся мсслодспач»." по поиску оптимальных соотношений го^ммотрог функций прообра-зования приемных каналов. Для уменьшения соиот»"й погретно'ти многоканального ВОЛ перемещения разрабатывается и иселрлугтг-я математическая модель погрешности такого преобразователя.

При проектировании ВОП z расширении гичяшч-'' *""»> диапазоном выделяются два этапа исслецор.ания, котсрыо связаны, с исследованием верхней и нижней грамиин динамического диапазона. В сяяэи с этим, яагтоячря гла^а р-щ"0"""

теоретического исс j'pjK'Pamiit к>|ч*ч г!» » г i ••• г- >

диапазона с точки зрения оптимального проектирования волоконно-оптического канала по критериям максимального предела ивме-рения и минимальной основной погрешности средства намерения.

С этой целью на первом этапе проводится анализ существующих математических моделей функции преобразования простых ВОП, поскольку, как было исследовано в первой главе, адекватность модели играет важную роль при оценке составляющих погрешности ВОП на этапе проектирования.

Таким образом, в результате проведенного анализа было установлено, что для теоретического исследования возможности увеличения предела измерения ВОП перемещений наиболее целесообразно использование в качестве математической модели функции преобразования аппроксимационную зависимость вида :

* С*

Г{х) = а* *

Параметры а., с. эТОй зависимости могут быть рассчитаны двумя способами : по методу наименьших квадратов и через характерные точки и

Однако, проведенные в настоящей работе исследования показали, что при наличии достаточно протяженного падающего участка функции преобразования ВОП, имеется значительное расхождение в значениях коэффициентов а, ё, £ аппроксимирующей функции, рассчитанных по методу'наименьших квадратов и через характерные точки. Кроме этого, проверка адекватности данной математической модели по критерию Кокрана иокгяала значительную неоднородность остаточной дн-ш-г-рск;-.

- 13 - .

Для устранения этого недостатка, в настоящей работе,были проведены исследования, позволившие разработать метод аппроксимации функции преобразования ВОН, суть которого заключается 8 следующем.

В классическом регрессионном анализе по методу наименьших квадратов предполагается поиск параметров аппроксимирующей функции путем минимизации выражения

г*

где # - экспериментальные значения функции;

{/¿(¿¿)- значения предсказываемой Функции в точке ; /V; - некоторая величина, отражающая полный вес наблюдений.

Полный вес наблюдений в общем случае обратнопропорционален дисперсии разброса наблюдений в точках . Введение полного веса позволяет усилить описание тех участков функции, разброс наблюдений в которых является минимальным.

На основании проведенных исследований в работе было предложено в качестве полных весов использовать значения некой функции . т.е. минимизировать выражение

/ АА7 —

Ё качестве такой функций для функции преобразования ВОП

Г'- : о псгкхь^ппть функцию вида, а нмсисо;

' - 14 -

коэффициенты которой рассчитываются через характерные точки и Я/паи.. Таким образом, минимизируемое выражение можно записать в следующем виде :

Исследование полученных результатов показало, что аппрок-симационная зависимость, с рассчитанными таким образом коэффициентами удовлетворяет по критерию «охрана и для функции преобразования с любой формой падающего участка.

Таким образом, предлагаемый метод расчета коэффициентов аппроксимирующей функции, основанный на введении в минимизируемое выражение по методу наименьших квадратов коэффициента полного веса в виде значений функции, имеющей такой же вид, как и аппроксимирующая, позволяет аа счет однородности дисперсии на всей функции преобразования добиться значительного повышения качества аппроксимации нелинейной функции преобразования.

Поскольку предлагаемый метод увеличения динамического диапазона заключается в формировании многоканального волоконно-оптического канала и в целенаправленном изменении веса функций преобразования элементарных приемных каналов при их суммировании, возникает задача по расчетуоптимальных весовых коэффициентов К1 элементарных приемных каналов по критерию минимума отклонения результирующей функции преобразования от линейной зависимости. Эти весовые коэффициенты будут определять коэффициенты усиления устройств согласования сигналов фотоприемников приемных каналов.

Целевая функция оптимизации, которая должна быть миними-

- 15 - .

зирована, может быть записана в следующем виде:

У>ГФ ]/£ № - £ ^ А

где /Г-/',... - вектор искомых весовых коэффициентов; . ,

- значение функции преобразования / -го приемного канала в точке ^ ,

- задаваемый коэффициент преобразования результирующей функции преобразования;

- количество элементарных приемных каналов:

- количество градуировочных точек.

Минимизация целевой функции позволяет рассчитать весовые

коэффициенты функций преобразования элементарных приемных.каналов, а по ним и коэффициенты усиления устройств согласования сигналов фотоприемников, при установлении которых результирующая суммарная Функция преобразования многоканального ВОП имеет белее протяженный восходящий участок, который ограничен положением точки максимума последнего приемного канала.

Анализ основной погрешности многоканального ВОП перемещения проводится на основе исследования и разработки математической модели погрешности измерений и анализа источников погрешности таких устройств.

В работе показано, что математическая модель инструментальной погрешности ВОП перемещений включает в себя только три составляющие : случайную, систематическую и объединение дополнительных погрешностей (от воздействия влияющих факторов).

На основашш положений линейной теории точности в работе получены выражения для расчета случайной и систематической

/77 П

' - 16 -

погрешности многоканального ВОП перемещения.

Показано, что величина систематической составляющей является непостоянной и может быть оценена своим математическим ожиданием и СКО. что доказывает то, что она может рассматриваться как случайная погрешность, которая не может быть уменьшена путем проведения многократных измерений и исключена путем введения поправочного множителя.

Кроме этого, анализ гистограмм распределения показывает, что реальное применение аппарата описания случайной составляющей погрешности ее законом распределения нецелесообразно для модели многоканального ВОП. из-за большой трудоемкости и сложности суммирования нескольких композиций, а также в силу наличия корреляционных связей между составляющими погрешности приемных каналов. Это приводит к существенной деформации многомерного закона распределения.

В связи с этим, практический путь решения задачи суммирования состоит в подборе числовых оценок составляющих для каждого канала, оперируя с которыми можно было бы определить соответствующие числовые характеристики результирующей погрешности.

В результате проведенных исследований получена обоснованная методика суммирования составляющих погрешности ВОП, заключающаяся в суммирования их СКО.

В третьей главе проводятся исследования метода уменьшбния основной погрешности ВОП перемещений. С этой целью проводится корреляционной анализ, с помощью которого исследуются взаимные связи возникающие между элементарными приемными каналами. Проводятся исследования закона распределения случайной составляю-

щей погрешности как для элементарных приемных каналах, так и

для резупьтнрующеП суммарной функции преобразования многоканального ВОП. С целью определения характера суммарной погрешности проводятся исследования формы полосы погрешности многоканального ВОП и обосновывается' методика суммирования составляющих погрешности

С помощью эксперйм'енТалбной установки, задавая перемещение объекта по концевым мерам длины, в характерных точках функций' преобразования приемных каналов снималось по 200 наблюдений

По полученным' результатам была проведена проверка адекватности. разработанной математической модели' функции преобразования многоканального ВОП реальной функции преобразования.

Теоретическая функция' преобразования была получена с помощью математической модели путем числового суммирования Функций преобразования элементарных приемных каналов умноженных на весовые коэффициенты. Сравнение теоретических и экспериментальных функций преобразования удовлетворяет критериям Фишера и Кохрана и расхождение не превышает 1%.

Экспериментальные исследования предложенного метода показали, что при применении весовых коэффициентов верхняя граница динамического диапазона увеличивается в 2-3 раза, по сравнению с простым преобразователем с одним приемным' каналом и может быть достигнута 10-12 мм. •

Для определения случайной составляющей' погрешности, которая наиболее полно описывается законом распределений в работе исспелуется степень приближения эмпирического закона распределения к нормальному закону распределения. Для этого строится

" - 18 -

эмпирическая функция распределения и производится ее сравнительная оценка с теоретической функцией по критерию Смирнова-Колмогорова.

В результате этих исследований можно сделать вывод, что закон распределения случайной составляющей погрешности элементарных приемных каналов можно считать нормальным лишь с доверительной вероятностью Р = 0,6т0,7, тогда как для суммарной функции преобразования доверительная вероятность приближается к 0.95.

Необходимость проведения множественного корреляционного анализа обусловлена двумя причинами. Первая заключается в том, что суммирование составляющих погрешности без учета корреляционных связей моя:ет привести к тому, что будут складываться те погрешности, которые в действительности Е^читаются друг из друга и результат будет существенно завышен. Вторая причина связана с тем. что на этапе проектирования возможно оптимизировать многоканальную структуру по критерию минимума основной погрешности, так как коэффициент корреляции некоторых приемных каналов может иметь отрицательный знак, что моиет уменьшить величину погрешности

В работе проведен корреляционной анализ для многоканального ВОП с различными структурами волоконно-оптического канала. Получены матрицы парных коэффициентов корреляции и матрицы ранжирования по критерию наличия отрицательной ' корреляционной связи.

Было отмечено, что появление взаимной корреляции между приемными каналами с отрицательным значением парного коэффициента корреляции для лвбой структуры многоканального ВОП носит

периодичный характер. Причина этого явления может, предположительно, заключаться в Физических процессах, обусловленных перераспределением энергии излучения при отражении электро-маг-нитной волны от поверхности объекта, например вследствие фазовых сдвигов. Однако это требует дальнейших специальных иссле,-дованиях природы этого явления.

В результате анализа полученных результатов было доказано, что в многоканальной структуре приемных каналов всегда существуют приемные каналы, которые имеют отрицательное значение парных коэффициентов корреляции. Формирование результирующей функции преобразования при суммировании функций преобразования таких каналов позволяет снизить случайную составляющую погрешности более чем в десять раз.

Таким образом, полученные результаты позволили разработать методику оптимального выбора комбинации приемных каналов, позволяющую значительно снизить величину основной погрешности ВОП перемещений, а следовательно и нижнюю границу динамического диапазона, при значительном увеличении верхней границы.

На основе результатов проведенных метрологических исследований предлагается методика проектирования многоканальных адаптивных ВОП перемещений, способных формировать структуру . волоконно-оптического канала разрабатывать, ,в зависимости от величины измеряемых перемещений и требуемой точности.

В четвертой главе диссертационной работе описаны алгорит- -мы и программные средства, реализующие предложенную методику проектирования многоканальных ВОП перемещений. Рассмотрены особенности конструктивной реализации таких преобразователей. Представлены схемотехнические решения устройств на базе ВОП и

" - 20 -

разработаны структурные схемы для микропроцессорных адаптивных преобразователей, способных в автоматическом режиме формировать структуру многоканального ВОП в'зависимости от величины •входного измеряемого Перемещения.

В заключении сделаны общие выводы по диссертационной работе.

1. Показано, что вследствие отсутствия эффективных методов увеличения динамического диапазона ВОП перемещений, не реализованы потенциальные возможности таких преобразователей, что в свою очередь снижает эффективность их применения.

2. Предложен метод увеличений динамического диапазона, заключающийся в формировании структуры Волоконно-оптического канала на базе многоканального волоконно-оптического жгута, обеспечивающей индивидуальные весовые коэффициенты элементарных приемных каналов при формировании результирующей суммарной функции преобразования ВОП.

3. Систематизированы основные параметры оптоэлектронногв тракта ВОП, варирование которыми позволяет управлять пределом измерения ВОП и установлено, что при проектировании многоканальных ВОП перемещений наиболее целесообразно осуществлять оптимизацию структуры волоконно-оптического канала с граничной укладкой приемо-передающих волокон по его геометрическим размерам. '

, 4. Разработан метод расчета параметров математической модели приемных каналов с помощью регрессионного анализа с применением весовой функции, параметры, которой определяйся no-характерным точкам аппроксимируемой зависимости

5. Разработана методика расчета Еессных коэффициентов

- .м -

Функций преобразования элементарных приемных каналов а много-кштлык П систем-, позьздярппя увеличить предел н-жорение в 2-3 ряра.

6. Получено оптимальное соотношение параметров функшш преобразования элементарных приемных каналов по критерию минимума отклонения розультирукаеЯ суммарной функции прсэбразеса-ния многоканального ВОП от линейной зависимости.

7. Обоснована математическая модель инструментальной погрешности измерения с помовьп многоканального ВОП. Показано, что эта модель включает в себя только три составляющие : случайную. систематическую и объединение дополнительных погрешностей (от воздействия влияющих Факторов).

8. Разработана инженерная методика проектирования ВОП с расширенным динамическим диапазоном, основанная на формировании многоканальной структуры волоконно-оптического канала. Разработан пакет программ для автоматизированного проектирования многоканальных ВОП перемещений.

9. Разработан новый класс адаптивных датчиков, способных автоматически Формировать Функции преобразования в зависимости от величины измеряемого перемещения.

Основные результаты диссертации отражены в следующих работах:

1, Лунчева Т.М..Лукьянова H.H. .Волкова А.И. Измерительная система для выносного контроля.//Сб.тезисов докл. конф.Автоматизация производственных процессов и управление качеством. Москва. -1086. -с.7.

2. Богданов Ю.М. .Лунчева Т.М. Автоматизированная система для выносного контроля на участке ГПС.//Сб.тезисов докл.конф.

Измерительны* системы, приборы и преобразователи в гибких переналаживаемых комплексах. Москва. - 1987,- с. 13.

3. Лунчс-ьа Т.М. Размерный анализ прецизионных узлов при проектировании рэа.//со.тезисов докл. Всесопзн.конф. Проблемы теории чувствительности измерительных датчиков, электронных и электромеханических систем. Москва. - 1989. - с.84.

4. Лунчева Т.М..Зак Е.А. Анализ методов увеличения рабочего диапазона средств измерения перемещениП//Сб.тезисов докл. семинара Метрологическое Обеспечение информационно-измерительных систем и гибких производственных процессов. Москва. -1990. - с.18.

5. Лунчева Т.К. Адаптивный волоконно-оптический датчик перемещения.//Сб. тезисов докл.Всесоюз.конф. Датчики и преобразователи информационных систем измерения, контроля к управления. Москва. - 1Э90. - с. 97.

6. Лунчева Т.Н. ,3ак Е. А. .Знногьев В.В. Узтематические основы проектирования ВОД больших перемещения.//СО. тезисов докл. Всесоюз. совещ. Электроника: преобразователи информации.. Москва. - 1991.-с.131.

7. Лунчева Т.К..Зак Е.А..Зиновьев В.В. Структур""*1 метод расширения диапазона ВОД перемещений. //Сб. тезисов докл. Всесоюз. конф. Измерения и контроль при автоматизации производственных процессов. Барнаул. - 1991.- с. 94,

•8. Зак Е.А..Зиновьев В.В..Лунчева Т.М. Применение ВОД перемещений в средствах измерения Физических величин. //В сб: Оптоэлектронные методы и средства в контрольно -измерительной технике. -М.: НДНТП. -1991. - с. 138-139.