автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.05, диссертация на тему:Разработка средств измерения параметров массивных двухполюсников в многоплосных электрических цепях на основе алгоритма изменения конфигурации измерительной цепи

ЛЕКШЯ'РАДСКШ! ГШ^АРСТВЕШИЙ-ТЕХВИЧВСХИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи УДК 621.317.733

ШАРОНОВ ГЕНШДЯ ИВАНОВИЧ

РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ ВЗЖРЕЛКЯ ПАРАМЕТРОВ ЖССЙБНУХ

двужожс-ннков в шшшссшх атшшюж вот

на огногк АЛГОРИТМА ТОМБЧШЯ ИОбДОТРАЦКИ

кшшпшт цш

Специальность 05.11.05 - приборы и. катоды иыдерсотм элокгрических и ыогнитшхс величин.

Аьт-орефера т дяеоертаЦии на соискание уч».'Ной стедони кандидата технических тук

Ленинград ЮЛ"

Работа выполнена на тфэдре автоматизации машиностроения .Камского политехнического института

Научный руководитель : доктор техничео!С!х наук, прэ(£ессор Попов П. А.

Официальные'оппоненты*: доктор технических наук, • " • профессор Гутнькоз В. С.

. кандидат технических наук,

нач.- отдела Машинкбв ЕМ.

Бегущая организация -'- ЕЧИЛЭП г. Ленинград

Защита диссертации состоится 13 февраля 1992 г. на заседании специализированного сонета ДО53.33.11 в Ленинградском государственное техническом университете по адресу; 195251, г. Ленинград, ТЬлитехническая, 29.

С диссертацией молло ознакомиться в' библиотеке Ленинграде-' кого государственного технического университета.

с?

. Автореферат ризоалан "___"________.___1992 г.

У'ц.'Н;.:я г-икротарь

мгс Iг.тли; • ирошняого совета ' Л'и'дид-М' технически/: н;1у|{,

' доцент .. В. Д. ¡¿озим

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Представление электрических цепей в виде двухполюсников, расположенных в многополюсной электрической цепи (МЭЦ), образованной соединением двухполюсников в замкнутую структуру типа треугольник (Л типа) иди разомкнутую- структуру типа звезда (Т и Н типа ), успешно применяется в радиоэлектронике, электросвязи, электрохимии, медицине, биологии, для контроля параметров и диагностики устройств, а также при получении информации от параметрических датчиков.

Повышение требований к точности, быстродействий и диапазону измерения параметров пассивных комплексных двухполюсчикоз (ГКД), совершенствование цифровых средств измерения и измерительных информационных систем, внедрение микропроцессорной техники позволило в последнее десятилетие расширить использование косвенных, совокупных и совместных измерений. Для реализации этих измерений можно применять выпускаемые промышленностью высокоточные уз.л.ы цифровых приборов для измерения напряжения, тока, фазы. Однако широкое использование совокупных и совместных измерений сдерживается отсутствием ■ методики анализа и синтеза измерительных цепей (ОД) с заранее прогнозируемыми свойствами.

Актуальность исследования по созданию методики анализа и •' ' синтеза измерительных цепей, алгоритмов инвариантного измерения параметров отдельного ПКД и ПКД, расположенного в исследуемой НЭЦ, отмечена на различных научно-технических конференциях.

Делью работы является разработка средств измерения параметров пассивных двухполюсников, ¡фсположенных в югогополюсных электрических цепях, на основе алгоритма изменения конфигурации измерительной цепи, без нарушения целостности исследуемой ЮЦ.

Для достижения поставленной цели в работе решены следугсдие задачи.- ■ '

- осуществлен анализ методов построения измерителей параметров как отдельного ПКД, так и' ПКД, расположенного в 1РЦ шла тре-°угольник и звезда;

- обоснована целесообразность использования совокупного и совместного измерения параметров ПКД на основе алгоритма изменения конфигурации измерительной ц?пи. содержаче^ пассивные де/ит-г-' ..¡и наряжения (ИДИ) или тока (ЭДГ) ;

- разработала методика анализа и синтеза ИЦ, которая лозео-г,иа синтезировать структурные схемы Щ с ГЩН и 1ЩГ, и на их основе реализовать амплитудный. фьоовьгй и амплитудно-фазовый способы измерений параметров ПКД;

- разработаны структурные с;>.емы одноканаяьних и двухканаль-ных функциональных преобразователей, двухканзльных измерителей параметров отдельного ПКД и ЯКД, расположенного в ксслсдусмсй

• УЭЦ; ' • •'

- разработан и экспериментально исследован многопредельный измерительный комплекс для измерения значения сопротивления прецизионных резисторов.

Нетоды исследования. В работе использованы основные положения теория функции комплексного переменного, теории линейных зле.сгричес.чих цепей, теории матриц и яеналравлешых градов, с использованием методов имитационного моделирования на SEM.

Научная новизна 1Ьвыми явдя*/гся следующие результаты диссертационной работы :

- предложена методика на разе анализа матриц и ненаправленных графов известных ИЦ, позволяга&я создать матрицы и графы для синтеза hoihx ИД;

- получены аналитические, выражения амплитудного, фааового и ачплитуд.чо-разового способов совокупного и совместного измерений параметров исследуемого ПКД;

- синтезированы обобщенные структурные схемы измер/тслей па-, рнметров ПКД, расположенных в исследуемой МЗЦ;

- ск.чт»".?и;;оьана структурная схема двухкакалыгого комплекса для гначении сопротивлений прецизионных резисторов. •

Практическая ценность работы.

.Разработанная методика анализа и синтеза ИП позволила повы-' сть з^кпшюсть npoeKT.ipoLaiyw шрокодлалазонных измерителей параметров ГКД, расположенных в ЮЦ.

' Создапн'» универсальные структурные ех»мы измерителей параметров ПГЛ обеспечивает независимость результатов измерений от параметров ПКД, расположенных в других ветвях исследуемой МЗЦ, параметров ИЦ к тракта преобразов ания сигналов. Оли ориентированы к;-, использование как существующих, так и вновь осваиваемых поо-

А ■ - - ...

мышеи.jcTbra цифровых вольтметров, ¡амперметров, фазометров, ми.чи^ и микро-ЭВМ.

, РазработЕлный широкс-диапазснный измерительный комплекс г ля дистанционного измерения сопрогизления прецизионных резисторов обеспечивает независимость результата измерений о? избиения переходных сопротивления гахтмов, сопротивлений ш и изоляции "к-ранированньо' кабелей, параметров ключей, внутреннего сопротивления источника анергии, входных сопротивлений ачпермотров.

Оснояние научные результаты, выносимые на защит:.

- методика анализа и синтеза измерительных цепей, реализующих на баге алгоритма изменения конфигурации Щ совокупные и совместные измерения параметров ПКД, расюложенного з МЭЦ типа треугольник и звезда;

- нозые структурниэ схемы измерителей параметров ПКД, реализующие амплитудный, фазовый и амплитудно-фазовы? способы измерения, обеспечивающие инвариантность результата измерения к параметрам ПКД, расположении/, в других ветвях исследуемой МЭЦ, ИЦ и тракта преобразования сигналов;

- структурная схе.ча двухканального измерительного комплекса для дисаанционного намерения значения сопротивлений прецизионных резисторов на бззе цифровых ампертетров и мини-ЭВМ.

Реализация результатов работы. Полученные в диссертационной ' работе результаты использовались при разработке:

- измерительных цэпей, структур, алгоритмов и принципиальных схем лторичных преобразователей приборов намерения параметров ДЕкгения в НИЙФИ Г. Пензы;

- измерительного комплекса для измерения действительного значения прецизионных постоянных резисторов с допускаемым отклонением (0,005,... , 0,05)'£ в НИИЭМП г.Пензы.

Полученный экономический эффект от внедрен;,я результатов диссертационной работы составил в НИИФИ и ШЯ1ЭМП, соответственно, 83 тыс руб. и 49 тыб. руб.

Апробация.работы. ОййБвные положения проведенных исследований были доложены у, обсуждены на 14-ой, 15-ой, lf-ой, 17-ой и 18-ой научно-технических конференциях профессорско-преподаватеЛЬ" сюго состава Пензенского завода-втуза при заводе ВЭМ, филиала ПЛИ (г. Шнза, 1983,... ,1986г.), научно-технической конференция *

"Проектирование и. эксплуатация информационно-вычислительных комплексов" (г.Пенза, 19ВЗг..), областном семинаре "Математические методы и задачи исследования слс.шых-систем" (г.Пенза, 1984г.), 5-ой Всесоюзной конференции " Проблемы метрологического обеспечения систем обработки измерительной информации " (г. Москва, 1984г.). 4-ой научно-технической конференции КамАЗ-КамПИ " Научно-производственные и социально-экономические проблемы производства автомобиля "(г. Набережные Челны, 1988г.).

Публикации. Основные результаты работы освещены в 12 публикациях,' среди которых 4 статьи, 3' тезиса докладов на научно-технических конференциях, 1 зар эгиетрироватшй отчет по НИР., 4 авторских свидетельства на изобретения.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения, библиографического списка, насчитывающего 107 наименований, и четырех приложений. Основной текст Г без списка литературы и. прилодений) содер.-отг 137 страниц, включая 62 рисунка и 8 таблиц. ,

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во .введении показана актуальность теш диссертации, сформулирована цель и основные задачи исследований, научная и практическая .ценность работы, перечислены основные положения, выносимые на ааадту. .

В первом разделе, на основе проведенного анализа алгоритмов измерения параметров как отдельного ПНД, так и ПКД, расположенного с МЭР типа треугольник и звезда, выявлена перспективность косвенного, совокупного л совместного измерений. Реализация этих алгоритмов при использовании микропроцессорной техники не вызывает больших затруднений. Они обеспечивают инвариантность результата измерений к параметрам источника тока с внутренней комплексной проводимостью 11ЛИ источника напряжения Во с внутренним комплексным сопротивлением ¿0 . Таким образом, в осколу построения Комп.гоксз для измерения параметров ПКД должен быть положен принцип двухканальности, когда фиксируются напряжение на зажимах источника ггокЗ , Г0 и падение напряжения на элементах ПДН, или ток источнит напряжения £р и ток через элементы ПДТ. Ин мацкя с& измеряемом г.ара^тре исследуемого ПКД определяется как отношение

этих напряжений или токов. Дм обеспечения инварьшггности резуль-6 . ■

тата измерения к параметрам Щ (ненулевым значениям входных комплексных проЕодимостеЯ Т/ , преобразователей напряжения ПН1. • ПЖ к ли входных комплексных сопротивлений 21, 22 нреобразс-вателей тока ПТ1, ПТ2 и их коэффициентов передачи Я/ , ) используется алгоритм изменения конфигурации ИЦ.

Анализ патентно-технической информации показ,ал, что возросшие требования к средствам измерения параметров ПКД по точности, быстродействии и диапазону измерения, делают акту&льной задачу выявления всех возможных структур КЦ. При это« возникает необходимость измерения параметров не только отдельного ШЦ,, но и ПКД, расположенного в одной из ветвей исследуемой НЭЦ типа треугольник или звезда. Анализ их свойств и особенностей, определение областей их целесообразного применения, обеспечивает возможность синтеза средств измерения параметров ГИД с функциональными преобразователями, содержащими мини- или ).мкро- ЗЕЧ. Эту задачу невозможно решить без. еогдаиия методики анализа и синтеза ' измерительных цепей с заранее прогнозируемыми свойствами. Причем, вновь синтезируемые Щ долины быть универсальными, т. е. позволять измерять параметры как Г.КД, расположенного з одной из Еетвей исследуемой МЗЦ, так. и отдельного ПКД.

Выпускаемые промыиленностыо. цифровые измерительные прибора (ШОТ) для измерения постоянного и переменного тока, напряжения, утла сдвига^ фаз между гармоническими сигналами обладают высоюаии метрологическими характеристиками. Это позволяет реализовать совокупные и совместные измерения параметров ПКД в широком диапазоне токов и напряжений н в диапазоне частот о? долей герцз до сотен мегагерц. Дня успешной реализации этих измерений необходимо решить задачу получения аналитических выражений амплитудного, ф^-зоеого я амплитудно-фагового слособов измерения модуля, та;-.генса угла потерь и составляющих комплексной проводимости (КП) и комплексного сопротивления (КС) исследуемого ПКД,при его двухэлементной параллельной и последовательной схеме, и трех- или Четырех-злементной параллельно-последовательной и последовательно-параллельно? схеме замещения. Для реализации указанных способов изме-"рения необходимо решить задачу синтеза структурных схем дгухка-нальнчх измерителей параметров ПКД, Еключаших в себя схемы едно-кональь'ого ( на базе одного ЦШ) и двухканального (на базе двух ЦИП ) функциональных преобразователей.

Яр-оме того, при синтезе структурных схем средств измерения

.параметров ПКД и функциональных преобразователей, необходимо конструктивным и программным путем предусмотреть уменьшение зависимости результата иэ мере пял не только от параметров щ, но'и от параметров тракта преобразования сигналов.

При разработке широкодиапазошшх средств измерения параметров ПКД одной из основных задач является исключение влияния на результат измерения паразитньз^параметров }Щ. которые включает в себя ненулевые вуачения сопротивлений контактов коммутаторов и соединительных пророцов при низкоомном значении измеряемого сопротивления, а при высокоомном значении измеряе>/ого сопротиэления-конечного значения сопротивления изоляции экранированных кабелей и изкерителькой цепи. ' . • .

Во втором разделе представлена »¡егодш-а анализа и синтеза структурных схем ИЦ,которые реализуют, на базе алгоритм изменения конфигурации ИЦ с ПДН или ПДТ, совокупное или совместное измерение параметров ПКД .

Еектор узловых напряжений для ИЦ, ненаправленный граф которой приведен на рис. 1а, можно опрэделгть, решив матричное уравне-

пл,-ту ш • .

Обратная матрица проводимости, полученная из матрицы исследуемой ИЦ, '

Шг-

имеет вид :

/ ±

Аг< ±гг

Ди А«

Аг/ Л«

Ун 1« _ -ТЗ

У„ Ъ, ' -т 3

ТЗ

Т 3 Г0 + ТЬТ-3

Результат измерения и относительную погрешность -можно запи гать ь пиле

• А<=пЖ<л -

Ни ^УЦI " &Г5

I А,

(1)

5 = —7<Г? + П<-Пг; 4) Пг

Для исключения погрелнссти, обусловленная не.чулезым значением Y2 входной комплексной проводимости ГШ. и неравенством /?4, . коэффициентов передач ПН1 и ПШ, необходимо получить дополнительные уравнения отсчетов. Эти уравнения получаем на баге вновь синтезируемых структурных схем ИД. Хотя дополнительные уравнения отсчетов содержат те же неизвестнее параметры, что и уравнение (i), ко все они являются независимыми. Синтез новых структурных^ схем Щ (рис. 16,в) осуществляем на основе синтеза новых матриц [YJZ и [Y] путем преобразования матрицы [YJ^ исходной 1'Д.

[ -ТЗ-Г4 \2*Y3*YJ Y0+Y1 + Y*/ -Y4 -Y4 . Т2*ТЗ + Т4

Результат измерения имеет вид :

tin пхит ~ ht№+W)'

N»_fi,Vm __ /?/ (Y2.+Y3 I-YH >hVz» HiYh

Совместное решение уравнений (1) и (П), (1) и (4), (3) и (4) южно записать ь виде

Ш> =

(so

(4)

о Y3=Y к Y3 = Y4

Y3=Y4

AtnNu

Ma И к, W„ Wn '

МцНЦ- Ми К'гъ

Ы

(5)

(б)

(7)

:vz j

Анализ обратных матриц позволил сделать вывод, что asreGpmt-'.•■•ское дэюлнение Д одинаково для всех Щ. Оно может содор.у.-л-ь iwTwu сумму значений параметров ЧП о,-,:-;их и тех »а ПКД в Ксгедом

такте'измерения.- Алгебраические дополнения Л« и А^/содержат значения пара\1етров КП или исследуемого ПКД УЗ . или образцового Y h , или их сумму Y3*Y'' . В алгебраическое дополнение Ац входят разные комбинации значений К11 двухполгсников, характерные для любой Щ. С учетом полученных выводов осуществлен синтез ОД для измерения параметров двухполюсника УЗ , расположенного ъ одной кг ветвей ШЦ, образованной последовательным соединением дьухпс-икникоБ Y3 , Y5 , Y6 в замкнутую цепь типа треугольник, (рис. 1г,д,е). Лри этом уравненгп отсчета модуля соответству--ют уравнениям (5),(б).,(7).

Структурные схемы ИЦ, реализующие алгоритм измерения в соответствии с уравнениями' (5), (6) и (7), содержат ключи, которые позволяют изменять конфигурации ИЦ. Причем, проводимость гамкку-того первого ключа мього больше вупдкой проводимости Y2 TiH2 и на результат измерения напряжения не оказывает существенного влияния. Проводимость разомкнутого второго ключа подсоединена.через замкнутый первый ключ параллельна ьнутрьнкей проводимости ÍD источника тока и также не оказывает влияния на результат измерения. Аналогично, когда первый ключ разомкнут, з второй замкнут.

Анализ дуальных цепей с Т.'ДТ аналогичен рассмотренному вьше и позволяет-синтезировать ИЦ для измерения параметров ПКД, расположенных в МЗЦ типа звезда.

Для • исключения ' погрешности измерения параметров ПКД, обусловленной сопротивлением подводящие проводов и контактов коммутаторов, используется четырехзаллуная схема подключения исследуемого и образцового-ПКД. Такое подключение соответствует >.,ЗЦ типа Н с двумя недоступными 'узлами.

Выражения для токов на входах IIT1 и ПГ2 .для ИЦ с 1ЩТ можно записать, используя формулу Мезона в виде

т- .

X/i,„A¡:r ".А; ■

где I'ij - вначоние тока на входе ¿ -oro ПТ для j-oñ ИЦ; Ej - напряжен? независимого источника напряжения j -ой 1Щ; - системная Функций >Ш, которая определяется отношением величины, измеряемой ¿-ым ПТ J-oй ИЦ, к величине Напряжения Ej - независимого источника напряжения; P¡j£ - величина К -ого пути передачи через

i -ый 1ТГ в /-ой ИЦ; А;:м~ алгебраическое дополнониэ соотЕетотьу-¡Q 1Г :

кщего пути передачи; М - число путей передачи через t* -ый П7 в f -ой ИД; & j - определитель j. -ой 11Ц.

На рис. 2а изображен ненаправленный граф ИЦ, содержащей исследуемую МЭЦ (ИМЗЦ) типа Н, составленную из исследуемого ГИД и ПКД 25 , Z6 , 17 , 18 , которые эквивалентны комплексным сопротивлениям подводящих проводов, и образцовую МЭЦ (ОМЭЦ), составленную из образцового ПКД £4 и ПКД 19 ,110 ,111 ,112, которые эквивалентны, натример, контактам ггаммутатсра.

С целью обеспечения инвариантности результата измерения к параметрам ЮЦ 7.5 ,16 ,17 .12 ,19 , 110 , Iii , 112 , ненулевс^у ¿качению 12 входного комплексного сопротивления ГГГ2 и коэффициентов передач /?у , П^ П71 и ПТ2, необходимо синтезировать незаправленный граф второй ИД. Она характеризуется тем, что алгебраическое дополнение пути передачи через ПГ1 должно иметь то же значение, что и для исследуемой ИЦ. При матричном анализе ?то соответствует алгебраичс-ссому дополнению А^. Процесс восстановлена исход},ой ИЦ из деформированной по числителю системной функции, ненаправленный граф которой изображен на-рис. 26, дает возможность синтезировать новые ненаправленные, графы, изображенные на рис. 2в,г.

Результат измерения модуля КС ¿3 на'базе исходной й синтезированной цепей (рис. 2а,в) имеет вид :

; - • - : NuNtt .

Таким образом, сущность разработанной методики анализа и синтеза ИЦ заключается в следующем:

а) записывается матрица проводимости для ИЦ, содержащей источник тока и ПДН, или матрица сопротивлений для ИЦ, содержащей источник напряжений и ЮТ, или строятся их ненаправленные графы ;

б) находятся составляющие вектора узловых напряжений или контурных токов. Они, соответственно, определяется через вектор тока и обрзтную матрицу проводимости или вектор напряжения и обратную матрицу сопротивлегшя. Эти же векторы напряжений и то.Чоя можно найти через системные функции ИЦ, которые определяются либо отнсиением величины чапрядения, измеряемого преобразователем напряжения, к величине тока источника тока, либо отношениеи величины тока, измеряемого преобразователем тока, к напряжению источника напряжения : ' 1!

■ я) еингеэигуотся новые Щ путем соответствующих преойрэаовг ний исходной матрицы проводимости или сопротивления. Для них а.' гебраическое Дополвение пути передачи через измерительный прлбг (фиксирующий напряжение источника тока или Ток источника напрял ния) будет иметь то же значение, что и для исследуемой ИД. Коы цели возможно синтезировать и путем восстаь вления графа ИЦ : графа деформированной по числителю системной функции, спределя-мой отношением величины напряжения на выходе источника тока, фи сируемого преобразователем напряжения, к величине тока источяи тока или величины тока источника напряжения, регистрируемого пр обраэователзм тока, к величине напряжения меточннка напряжения

г) решается система уравнений, составленная из результатов косвенных измерений параметров исследуемого ЩЦ на базе исходно и вновь синтезированных ИЦ.

Разработанная методика позволила провести анализ существу щих Щ с ПДН к ДПТ, синтезировать новые структурные схемы И .'За базе исходной ИД и синтезированных ИЦ реализован алгоритм Д£ и трехкратного изменения конфигурации измерительной цепи. ; позволило разработать аыгш:т}ДШ.'Л способ измерения .модуля 1 составляющих КЯ и КС ПКД, фазовый способ измерения тангенса у] потерь и составляющих КК и КГ. ПКД и амилитудно-фазовнй способ ] мерения составляющих КП и КС ПКД, расположенного в одной из в< вей исследуемой НЭЦ.

Третий раздел поевт^вь вопросам разработки структурных с: средств ' измерения параметра ПлД и функциональных преобразова1 лей, реализующих а»,шли гудки;'!, фазовый и амплитудно-фазовый спо бы совокупного и соемэспкто измерений.

Ка рис. 3 представлены структурные схемы•измерителей пара метров ПКД, ргюпеложэнных в ЮЦ типа треугольник и звезда.

Отличительной особенностью синтезированных в работе стр турных суем является то, что созданные'ка их основе измерит без дополнительных конструктивных усложнений позволяют определ параметры двух-, трех- и четырехэлементного ПКД, расположенног юн

Показано, что все разработанные структурные схемы сро( измерения параметров 1Щ и ф'-^ционгт-ния преобразователей >:;

с

реализовать на *>азе суи^-ствуокда цичЧ'.'зых амперметров, вольт» ров и фззометров совлэотн».- я мич.ч-Э-ТМ л использовать при ра: ботке ьшогофункциолш вил, п;проко,'иап;ч?;.-а;^х мультиметров со /2

строенной микро-ЭВМ.

В четвертом разделе работы рассматриваются вопросы практи-гского внедрения полученных результатов.

Рассмотрены иопрссы оптимизации измерительных целей, содержа« КВД типа Н.

Описывается состав и принцип работы измерительного комплек-а, разработанного на базе структурной схемы, изображенной на ис. Зв.

Измерительный комплекс предназначен для дистанционного (от О до 100 м ) измерения значения прецизионных резисторов относк-ельно образцовой меры в диапазоне от. 10 Ом до 100 кОм в ус-овиях большх я нестабильных сопротивлений проводной линии связи конечного значения сопротивления изоляции экранированных линий вязи при температуре окружающего воздуха от 10 до 35 С и отнсси-ельной влажности воздуха 803: при температуре 25 С.

Реализагпя <Щ на двух платах, разделенных электрическими эк-анами, подключенными к разным выхода)/ источника энергии, супэст-1енво уменьшает влияние паразитных шунтирупщих проводлмостей ка «зультат измерения.

Результаты имитационного моделиросания подтверждены экспериментальными данными, полученными на опытном образце измерительно-•о комплекса.

Результаты метрологической аттестации измерительного каш-юкса приведены в-табл.1. •

Таблица 1

|Диа-I па-|аоны 1____ Номинальное Э"ачение сопротив. Ом Ток| мА | при отно Погрешность в I ! сите'льной разнице от в

0.01 | -50; +100 1 -70 ; +200 |

1---- 1 1 10 10 I —----- 1 0,0005' | - | • - 1

1 2 100 10 1 0,0003 | ■ - 1 " 1

1 3 . 1000 ю | 0,0001 | 0.0001 I'0,0001 ; 0.0015 1

1 4 1000 1 1 0,0001 | '0,0015 1 0,(лЛ5 |

1 5 10000 1 1 0,0001 | 0,0015 1 0,003 .

1 6 100000 0.11 0,0001 ! 0,001 I 0,001 ; 0,003 |

П

' Измерительный комплекс состоит из следующих основных Сжнгв: блок коммутации Щ; блок сопряжения с вычислительном комплексом; блок питания Щ; два вегомогате'льньа блока питания коммутируюшю элементов; два вольтметра Ш31; вычислительный комплекс на баз« ЭВМ ДЕК-2 К.

• Ь работе приведена принципиальная схеме блока коммутации . '

Б заключении сформулированы основные результаты работы.

В приложении 1 представлены документы, подтверждающие внедрение в практику результатов работы.

В приложении 2 приведены программа и результата имитационно го моделирования измерительного комплекса.

В приложении '-'. приведен протокол метрологической аттестат, измерительного комплекса для измерения сопротивления прецизионньг постоянных резисторов с допускаешм отклонением от номинального значения (0,005, ..., 0,05)X.

В приложении 4 приведено программное обеспечение измеритель ного комплекса.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

На основе сравнительного анализа методов измерения парамет ров 1Щ ¡: ПКД. расположенных в ЮЦ, доказана целесообразное! построения измерителей, реализующих совокупные и совместные изме рения на базе гшгоритма изменения конфигурации ИЦ с пассиЕньа делителями напряж^яя и токя. ■ .

Разработана методика акалкгг л синтеза ИД на базе пассивны) делителей напряжения и тока кли реализации, на основе алгоритма изменения конфигурации КД, амплитудного, Фазового и амплитудно-фазового способов совокупного и совместного измерения парамеч ров ПКД, расположеккых в УзЦ типа треугольник и звезда.

Разработаны.«рбобщенние структурные схемы средств измерен] параметров отдэльного ПКД и ПКД, расположенного в исследуем! МЗЦ. На их базе, путем соответствующего подбора источника эне] п:и, пассивной КЦ и функционального преобразователя, реализуют: ■ амплитудный способ измерения модуля : составляющих КП.и КС иссл дуемого ПКД, фазовый способ измерения тангенса угла потерь и со тавлящих КП и КО исследуемого ПКД . и елш:итудно-фазовый снос измерения- еостсшиших КП « КС госледу»мэго ПКД

Разработана структурн-эд сх«.№ глроиодоглазонного измерител

'ного комплекса, '• Ьреднайнач'еннэг о. длу -'дистанционного измерен

Ш " ' " ' """ :

»начения сопротивления резисторов, которая обладает улучшенными (етрологическими и эксплуатационными характеристиками.

Изготовлен, экспериментально проверен и внедрен в производс-■ео измерительный комплекс для дистанционного измерения сопротивления прецизионных постоянных резисторов с допускаемым отк-юнением от номинального значения (0,005,... ,0,05)Z .

Экономический зффэкт от использования результатов работы ¡оставил 132 тыс. руб.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шт.ронов Г. И. Алгоритмический метод измерения параметров iacciiBütix комплексных двухполюсников многополюсных электрических je пей // Изв. вузов. СССР. -Приборостроение. -1934. -N5. -С. 3-3.

2. Веселев Г. И., Попов П А., Шаронов Г. И. Анализ и синтез ¡труктур измерительных цепей с пассивным! делителями напряжения i тока // Изв. вузов СССР. - Приборостроение. - 1937. - N4. -3. 53-57. . -

3. Шаронов Г. И. Косвенные измерения параметров пассивного гамшшкенога двухполюсника на основе делителей напряжения и тока

■ М. , 1983. -23с. - Деп. в ЦНИИТЭИ приборостроения 13.05. 83, i2249.

4. Шаронов Г. И. Анализ и синтез передаточных характеристик устройств измерения номинального значения проводимости исследуемого двухполюсника-на основе пассивных .делителей напряжения -1t, 1989. - 12с. - Деп. В Информприборе 16.08.89, N4676.

Е. Веселов Г. И., Попов П. А., Шаронов Г. И. Микропроцессорные 13мерители параметров пассивных комплексных двухполюсников мне--ополгсеных электрических цепей // Проблемы метрологического обеспечения систем обработки измерительной информации: Тез. докл. 5 Всесоюак. keiv4 -техн. конф., 2-4 апреля 1984 г. - Иосква, 1984.

■ С. 331-332. " ' •

6. Шаронов Г. И. Алгоритмический метод измерения параметров пассивных комплексных двухполюсников цногополюсных электрических депей // Математические методы и задачи исследования сложных систем : Тед. докл. к областному семинару, 21-22 мая 1984 г.

- Пенза, 198-1. - .С. SO-9'Л ' / '.

7. Зйронов Г. И. Разработка алгоритмического метода измерена параметров пассивного комплексного двухполюсника, расположи-

юго в многополюсной электрически цепи // Научнс-произБсдстЕен-

к

нке 'и социально-экономические проблемы производства автомобилей; Тез. докл. 6 науч. -техн. конф. КамАЗ - КамЛИ, 10-11 июня 1988г. • Набережные Челны, 1988. -С. 148.

8. Исследование и разработка алгоритмических способов повышения точности И достоверности контроля ТКС, номинального сопротивлении и стабильности прецизионных Постов! :ьн резисторов. С допускаемым отклонением ( 0,005,... ,0>05 )Z : (ЯЧет о ЮС (заключительный ) / Пензенский заьод-Bí.VS при заводе ВЭЫ, филиал Пензенского Политех. Ин-та; N1? 01340030974; инв. N 0287.007860. - Пенза, 1987. - 195 л.

9. А. с. ,1068840 СССР, 1ШИЗ 6 03 К 27/02. Устройство для измерения параметров комплексного двухполюсника (его варианты) / Г. И. Сроков (СССР). - £1с. ил.

10. А. с. .1211ГЛ7 СССР, МКИ4 G 01 R 27/02. Микропроцессора устройство для изы¿рения параметров пассивного комплексного дву: полюеника многополюснсй электрической цепи (его варианты) /

Г.И. Шаронов (СССР). .- 17с. ил.

11. А. с. , 1242849 СССР, МКИ4 6 01 R 27/02. Устройство для и; .меренда электрического сопротивления двухполюсника, расположен него в многоподюслой электрической цепи типа Н / Г. И. Шаронов (СССР). - 5С. ИХ

12. А. с., 125Э983 СССР. МКИ1 G 01 Г! 27/02. Устройство для и морения параметров пассивного комплетенсго двухполюсника много полюсной электрической цепи ( его варианты) / Г. И. Шаронов -(СССР). - 19с.ил. •

. Личный вклад. Ровудьткгк исследований, составляющие основн содержание диссертации, получены автором самостоятельно. По раб там, 'опубликованный в соавторстве, личный вклад диссертанта со тоот в следующем. .В работах Г2) и [5J на основе теории матриц теории ненаправленных графов предложена методика анализа и синт ва № , реализующих на баге алгоритма изменения конфигурации И ЯДН или ДЦТ совокупное и совместное измерение параметров отдел ного ПКД и ШД, расположенного в МЭЦ типа треугольник или звеяд

/Б

110.1. Ненаправленные графы Щ на Сазе ПДН для измерения параметров отдельного ПКД (а) и ¡ВД, располо.вдщкггв й'ЫЭЦ типа треугольник^}, и синтезированных Щ (б»в) и (д,э)

I

■о 4е

2 г®

9

?4

'а

г^ггипт^т

р е~р

а) Ь)

а.

ЗГ

¿0 г*

Г)

18^19 Р /,С

• в) ■

';:с.2. Ненаправленные графы Щ на базе ЩЩ для измерения параметров ШЩ, расположенного в МЭЦ типа Н(а)алгебра-ическов дополнение пути передачи (б) и синтезированных щ - 0

21 а

¿о

б)

Pue. 3. Структурные схемы измерителей параметров пассивных комплексных двухполюсников распсломэнньи в многополюсной электрической цепи типа треугольник (а) и , ■ звезда (С,в1