автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.08, диссертация на тему:Разработка теоретических основ и принципов построения инвариантных системных радиоизмерительных преобразователей

Ç>

£ CX

Впшицький державний тсхшчний ушверситет

УДК 621.317

Водоговка Володимир 1лл1ч

с

РОЗРОБКА ТЕОРЕТИЧНИХ ОСНОВ I ПРИНЦИП1В ПОБУДОВИ 1НВАР1АНТНИХ СИСТЕМНИХ РАДЮВИМ1РЮВАЛЬНИХ ПЕРЕТВОРЮВАЧ1В

Спещальшсть 05.11.08 - Радювгоирювальш прилади

АВТОРЕФЕРАТ

дисертацй на здобуття паукового ступеня доктора техшчних наук

Вшниця - 1997

Дисертащя е рукогшс.

Роботу виконано в СКВ "Спектр" Мпнстерства машинобудування, военно-проин лового комплексу 1 конверсп Украши та на кафедр1 автоматизаци 1 приладобуд; ваиня Державно! акадсми легко! промисловосп Миистерства освети Украши.

Науковий консультант: доктор техшчних наук, професор Скрипник Ю.О.

завщуючий кафедрою Державно! академн легко! промисловосп Укра!ни

Офщшт опоненти: доктор техшчиих наук, професор ФШпський ЮЛ

завщуючий кафедрою Одеського державного полЬ техшчного университету

доктор техшчних наук, професор Мачуський 6.А. завщуючий кафедрою Национального техтчного ушверситегу Украши "КП1"

доктор техшчних наук, професор Суп'ян В.Я., професор кафедри радштехнйси Вшницъкого державного техшчного университету

Провгдна установа: Харыовський державний техючний ушверситет радюелектротки Миистерства осхити Украши, кафедра метрологи та вишрювальшп техшки

Захист вщбудеться " ^^ _ 1997 р. о $ годит на засвдщ

спещалхзовано! вчено! ради Д10.01.01 у Вшницькому державному техшчпо ушверситет! за адресою: 286021, м.Вшниця, Хмелышцьке шосе, 95

3 дисертащею можна ознайомитися у б1блютещ Вшнидького державного техшчного ушверситету.

рг , О9

Автореферат розюланий " _ 1997 р.

Вчений секретар спешал13овано! вчено! ради

Юхимчук С.!

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальшсть теми. Шдвищення точност вим1р1в ф1зичннх величин е продуктивною стороною загального процесу шзнання. Ця проблема е головною в сферах створення найб1лып яюсних 1 конку-рентноспроможних споживчих товаров, найменш енерговитратних тех-нологш та ефективно! оборонно! техшки.Науково-техшчний р1вень розвитку сустльства в багатьох дуже важливих напрямках залежить вщ досконалосп радшш1м1рювально! техшки - це надшш 1 розвинуп шформацшш мереж1 та системи наземного 1 косм1чного звязку, ефек-тивш за точшстю протиракетш I радшпротидшш комплекси, новггш енергозбер1гаюч! НВЧ технологи.

1дея досягнення ¡нвар1антностх (незмшностО результаив вим1р1в В1Дносно фактор1в, що впливають на Тх достогнршсть, повинна бути провщною в створенш радютехшчних методт вганрювания та в структурнш побудов1 метролопчно надшних радшви.\прювальш1Х прилад!в. Поняття "швар1антшсть" В1дносно дестабШзуючих фактор1В близьке до поняття "нечутлшмсть" щодо тих же фактор1в, а умов1 досягнення абсолютно! швар1антносп вццкшдае така ж умова нульово! чутливость

Теория швар1антност1, як 1 теор1Я чутливоеп, вдаграла значну роль в створенш точних систем керування в жорстких умовах експлу-атаци вшськово! та косм1чно! техшки, але вони не стали провщними та навпъ не об'еднались навколо ¡де! досягнення високо! метролопчно! надшносп радювимфювалышх прилад1в, що працюють в умовах сильного впливу дестабШзуючих фaктopiв протягом трпвалого часу. Це не сталось тому, що вим1рювальна задача, яка е шверсною по вщношенню до задач! керування, в умовах невизначенноеп функцш впливу дестабтзуючих факторов е бисып складною, бо при вщомих в обох задачах вшпдних координатах вим1рювалышй сигнал — невщо-мий, а дуальний йому керуючий сигнал е заданим 1 шдконтрольним. Для реал1заци ще! ¡де! потр!бш адекватш пилпрювальшй задач! теор!я та математичний апарат.

Принцип структурно! двоканальносп Б.Н.Петрова як структурна умова швар1антност! з приеднанням до нього понять про часовий та частотний внм1рювалый канали внкористовувався в розвитку таких методов автоматично! корекцп похибок, як методи пер1одичного пор1В-

няння, комутащйно-модуляцшного, тестового, структурного, алго-ршшчного та ггерацшного.

Вщом1 вггчизняш школи Ф.Б.Гриневича, ВЛ.Губаря, 1.В.КузьмЬ на, С.М.Маевського, П.П.Орнатського, Ю.О.Скрипника, В.Я.Суп'я-на, Ю.М.Туза, Ю.К.Фьчшського, В.Д.Циделка, що працюють в облает! вишрювально! техтки низьких частот та радючастог, а також Н.Т.Бови, 1.К.Бондаренка, ВЛ.Проненка - в обласп НВЧ BiiMipfOBan-ня, внесли вагомий вклад в ix розвиток. Необх1дно зазначити важливу роль в розвитку НВЧ вдапрювалышГ техшки наукових колектаив i . особисту роль В.А.Вшторова,А.С.ел1зарова,АЛ.Мехашкова,Ю.Н.Пче-льшкова, М.О.Силаева, О.С.Совлукова, а також G.Engen, A.Hippel, F.Warner.

В Д1апазонах радиочастот i НВЧ здшснення принципу структуро!' надм1рност1 веде до зменьшення точноеп BHMipia частотнозалежих па-раметр1в, бо сам1 додатков1 структурт канали неможливо виконати частотно ¡дентичними, тим бшьше, з врахуванням дестабШзуючих фактор!в.

Дуже важливою в перспектив! розвитку радшвим1рювалыюТ техтки е сформована в останшй час концепщя вщповщност! радювимЬ рювального приладу системним вимогам, тобто таким, як автоматична корекщя поточних похибок та метролопчне самозабезпечешш в режи-Mi його функщювання в автоматизовашй систем!. Системному принципу побудови приладу з такими складними функщями T04Hiuie вадповщае TepMin "системний радювтпрювальний перетворювач" ф!зичних величин.

Зв'язок робота з науковими ггрограмами, планами, темами.

Робота виконувалась в СКБ "Спектр" Мшмашпрому Украши вущовщно з тематичними планами в рамках затверджених ршенпям Кабшету MimcrpiB державних програм: "Складна рад'юслекгронна радюапаратура", "Засоби зв'язку","Виробництво технолопчних комплексе машин i устаткування", "Розробка прилад1в i машин для сшьськогосподарського та харчового виробництва", "XiMi4Hi джерела живлення та iHuri перетворювач! енерги", а також в Державнш ака-деми легко! промисловосп Украши на кафедр1 автоматизаци технолопчних процессе та приладобудування зпдно з комплексно-щльовими програмами проведения НДР Мдшстерства gcblth Украши.

-з-

Мета 1 задач1 дослщжения. Дисертацшна робота спрямована на розробку теоретичних основ 1 принцишв побудови системних рад'ювпм1рювалышх перетворювач1в параметра; сигнал!в 1 кш, яким властива швар1антшсть функцп пидпрювального перетворення шднос-но дп дестабШзуючих фактор! в, на зняття ряду обмежень в пщви-щенш IX точност! вщомими структурно-алгоритм!чними методами, на ефективш р1шешш ряду практично важливих проблем рад10вим1рю-вально!техшки.

Для досягнення поставлено! мети виконаш основш завдання:

- теоретично вщпрацьоваш методи досягнення швар1антного стану функцп вим1рювалыюго перетворення вщносно похибок, як1 вини-кають шд д!ею дестабШзуючих фактор ¡в в замкненш юльцем зворот-нього звязку вим!рюпальшй структур!, щ методи об'еднаш в дв1 основш групи - аналшганий метод I метод параметричноТ ¡денти-фшаци;

- розроблено теорда групи метод ¡в вим1рюпання АЧХ, ФЧХ шн-рокосмугових чотириполюснишв, названих спектралыю-структурни-ми, для досягнення швар1антносп вщносно частотних похибок втапрювалышх каналов;

— розроблено методи адаптивно!" до ди дестаб1л'1зуючих фактор1в корекци АЧХ вузькосмугових чотириполюснишв;

- створений на оснош одержаних результат теоретичних досшд-жень пшрокий ряд швар1антних радтвим1рювалыпгх перетворювач1в параметр1в сигнал1в I ш ВЧ 1 НВЧ д!апазошв та зроблеш !х застосу-вання для вим1р!в ряду технолопчних параметр1в.

Наукова новизна одержаних результате дисертацшно! робота полягае в розробщ теорп досягнення швар1антного стану функци вим1рювального перетворення в замкненш вим!рювальнш структур! вщносно ряду похибок, спричинених дестабШзуючими факторами, а також в розробщ методологи створення ряду швар1антних радшшшЬ рювальних перетворювач1в ф1зичних величин.

Теоретична цшшсть, що складае наукову новизну, полягае в на-ступному.

1. Запропоновано анал'ничиу модель вим'фювального перетворення в замкненш структур!, що дозволяе на вщмшу вщ ведомо! модел1 з глибоким зворогшм зв'язком одержати результат, швар1антшш не тшьки вщносно створених зовнпшпми факторами ряду похибок, але 1 вщносно глибини \ напрямку зворотнього зв'язку та умов динам1чн01 стшкость

2. Створеш поняття 1 аналггичний вираз в1ртуально! метролопч-но! м1ри, а також аналтгана модель неперервного вщтворення умов метролопчно! атестаци пщ час експлуатаци рад'ювим1рювального пе-ретворювача для збереження його нормативно! похибки.

3. Розроблено теорт методу параметрично! та частотно!" компен-саци реакци автобалансно! структур« на щленаправлений вплив на и стан, що дозволяв одержати аиалтину та структурну надм1ршсть для досягнення умови швар^антносп.

4. Створено анал1тичну модель некумулятивного вим^рювального перетворення фази, швар1антау в!дносно швидкосп розповсюдження сигналу в вим1рювальному тракть

5. Створено 1 анал1тично обгрунтовано методи регенеративного частотного перетворення вшмрювальних снгнал1в та методи взаемоза-мши балансно зм!шуваних сигнашв, як! здшснюють швар1антш умови щодо ряду частотних похибок при вим1рювашшх АЧХ I ФЧХ чотири-ПОЛЮСНИШВ.

6. Розроблено методи адаптивно! корекцп АЧХ селективного чо-тириполюсника щодо резонансно! частота, швар1антш в^дносно фактор! в, дестабипзуючих параметри АЧХ.

Практичне значения одержаних результатов дисертацшно! роботи полягае в:

- знятп ряду обмежень в досягнент бшын високо! точносп базо-вих тишв радювим1рювальних перетворювач1в;

- досягненш можливосп вибору тако! глибини зворотнього зв'язку, що завжди забезпечуе умови динам1чно! стшкосп радювим1рюваль-н'ого перетворювача незалежно вщ умов досягнення задано! точность;

- забезпеченш методу зворотнього перетворення при вим1рюванш ф1зичних величин ненаправлено! ди, а також в можливосп викори-стання рашше непрвдатних для метролопчних цшей пестабьтышх фЬ зичних ефект1В, що в цшому започатковуе розвиток нових напрямшв розвитку радювим1рювалышх перетворювачш;

- шдвищенш точносп автобалансних радшвгоирювальннх перетво-рювач1в розробленими методами параметрично! адентифшацп вим1рю-валыю! структура;

- зменшенн1 частотних похибок 1 збильшешн динам1чного д1апазону вдаирювашш частотно-залежних парам р1в чотириполюсншав;

- можливосп розвитку нового на ямку радювим1рювальних пе-ретворювач1в радарного типу, швар1антних вщносно швидкосп розповсюдження зондуючого сигналу;

- створенш швар1антних щодо дестабШзуючих факторов систем АПЧ генераторов НВЧ та автоматичних систем настроювання резо-нансних НВЧ приладив;

- використанш розроблених пршщишв побудови шпар1антних рад'ю-внм1рювальних перетворювачш для вимирювання ряду технолопчних параметр! п.

Результата дисертацшноГ роботи запроваджет в ряд! НДР ! ДКР, виконаних ! використаних на п!дприемствах електронно! промисло-вост! М!нмашбуду УкраТни, а також в методично-учбовш робот! в ВУЗах Мшосвгги Украши. Науково-техн!чн! напрямки виконаних та впроваджених досл!джень вщповдають ряду державних та галузевих комплексно-цшьових програм, яю здшсшовались орган!зац!ями, де було виконано дисертацшну роботу.

Апробащя результатов дисертацп. Основш положения роботи доповщались ! обговорювались на 37 наукових та науково-техшчних конференциях, нарадах, сем!нарах Всесоюзного, Респу-бл!канського та в!домчого р!вн!в, в тому числ1 на 11 М!жнародних наукових конференщях: Респ. конф." Структурные методы повышения точности, чувствительности и быстродействия измерительных приборов и систем" (Житомир, 1978; Кшв, 1980; Ки1в,1983; Севастополь, 1988), Всес. семшар1 "Измерительные усилители, функциональные преобразователи и преобразователи мощности" (Ульяновськ, 1978), Респ.конф. "Состояние и перспективы развития систем и приборов анализа состава веществ" (Ужгород, 1978), Респ. семшар! "Автоматизация научных экспериментов и промышленных испытаний" (КиТв, 1978), Респ. конф. "Применение ИИС при эксплуатации авиационной техники" (Кшв, 1979), Респ. конф. "Повышение качественных показателей фазометрической аппаратуры" (Вшннця, 1979), Га-луз. конф. "Методы и аппаратура для СВЧ приборов их элементов" (Москва, 1980), Респ. конф. "Методы и средства интегральной диагностики" (Кшв, 1983), Всес. нарада "Точные измерения электрических величин: переменного тока, напряжения, мощности, энергии и угла фазового сдвига " (Летнград, 1985; Кириши, 1988), Респ. конф. "Проблемы автоматизации технологических процессов и управления производством в лёгкой промышленности и пути их решения" (Кшв, 1985), Всес. конф."ИИС" (Ташкент, 1987), Респ. конф. "Повышение качества изделий лёгкой промышленности на основе автоматического контроля параметров технологических процессов" (Кшв, 1987), Всес. конф. "Состояние и перспективы развития информационно-измерительной техники" (Краснодар, 1988), Респ. конф. "Проблемы разработки измерительных приборов со встроенным интеллектом и перспективы их развития" (Каунас, 1988), Респ. конф. "Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике" (Харюв, 1988), Респ. конф. "Применение микропроцес-

сорной техники при автоматизации технологических процессов" (Дншропетровськ, 1988), Респ.конф. "Диагностика и коррекция погрешностей преобразователей технологической информации" (Кт'в, 1989), Всес. конф. "Применение СВЧ энергии в технологических процессах и научных исследованиях" (Москва, 1990; Саратов,1991),Всес. семшар по проблем! швар1антносп I чутливоеп (Москва, 1990), Конф.проф.- викл. складу КТ1ЛП (Киш, 1990-1994), Респ. конф. "Автоматический контроль и регулирование технологических процессов в лёгкой промышленности" (КиТв, 1992), Конф. СНД "Контроль и управление в технических системах" (Вшниця, 1992), Конф. з м1Жнародною участю "Приборостроение" (Керч,1992; Миколаш, 1993; Симферополь, 1994; Льв1в, 1995), Конф.держав СНД "Измерительная и вычислительная техника в технологических процессах и конверсии производств" (Хмельницький, 1992, 1993; 1995), Кримскш конф. "СВЧ техника и спутниковый приём" (Севастополь, 1993), I М1жна-родш академ1чш читання пам'ят! М.П. Носова "Новые технологии, материалы, оборудование" (Ки!в, 1995), Друга М1жнародна конф. "Теория и техника антенн" (КиТв, 1997).

Публ1кацп. Основш положения 1 результата дисертаци опу-блисоваш у 110 наукових працях, в тому числ1 у 7 статтях, 7 зб!рках наукових праць, 67 винаходах, 5 тематичних зб1рках, 24 тезах допо-вщей та ш.

Структура роботи. Дисертащя мктить 283 стор1нки основного тексту, 67 сторшок таблиць ! рисунков г складаеться ¡з вступу, семи розд'1Л1в, висновк'ш, б1блюграф1чного списку ¡з 211 найменувань, трьох додапав на 37 сторшках.

ОСНОВНИЙ ЗМ1СТ РОБОТИ

У встуш в1дображен1 актуальтсть проблеми, наукова новизна отриманих результатов та !х практичне значения, а також впровад-ження та апробащя результаив роботи.

У першому розд1л1 висв¡тлено стан питания, виконано огляд Л1тератури, окреслено проблеми, як! входять в коло дослщження, сформульована постановка задач!.

У другому розд1л1 розробляеться теор1я анал1тичних мето/дв досягнення швар!антносп В1дносно дестабШзуючих фактор1в замкне-но! вим1рювально! структури (рис.1). Така структура з глибоким вщ'емним зворотшм зв'язком вже ¡нвар1антна вщносно параметр!в прямого перетворення, але серйозною перешкодою для досягнення

цього стану в багатьох вииадках стае умова динамично!' стшкосп. Ф1зичш величшш ненаправлено! д1Т можуть бути перетворсгп лише з допомогою додатнього зворотнього зв'язку, але така структура мае не т!льки велику иохибку, але I дуже критична щодо його глнбини. Щ протир!ччя розв'язуються в розроблених аналтиних моделях вим1рювального иеретворення.

К,

4т

X

-А

/

А

Рис. 1. Узагальнена замкнена влм^рювалька структура.

Вивчено властивосп функщй вщносно! чутливосп вихщно! вели-чини замкнено! структури до параметр1в прямого 1 зворотнього иеретворення. Запропоновано функцп операторноГ чутливосп, як! вира-жен! в кшцевих прир!стах, та на в!дм!ну в!д класичних функц!й в диференц!альн!й форм! можуть бути генероваш вим!рювальною структурою з допомогою параметрично! модуляца. Цшшсть функц!й опера-торно! чутливост! полягае в тому, що значения кшцевих прироспв об-межуються не похибкою апроксимащ!', а лише динам1чною стшюстю структури.

Доведено, що сума модул!в запропонованих вид!в функщй чутливост! замкнених структур з обома напрямками та дов1льною глиби-ною зворотнього зв'язку в!др!знязться в!д швар^анту 1=1 на величину вщносно! адитивно! похибки, тобто

у./у = 1-<\<3%\ + \р$\). (1)

Р!вняння швар!антносп (1) разом з р!вняннями сташв функцп вим!рювального иеретворення, що вщповщають значениям коефщ!-ент!в параметрично!" модуляцп д, визначають вим!рювальну величину подано структур! з глибоким зворотн!м зв'язком

Ы=х/ р, (2)

де N

п[вар1антна форма вихщно! ве-

- ' ЧР

личини, яка обчислюеться системною чи персональною ЕОМ в вим1-рювальному процесс

Розглянуто проблеми розширення простору швар1антного стану функци вкм1рювалыюго перетворення. Це стосуеться зменьшення ади-тивно! похибки, характерно! для структури з сильним зворотшм зв'я-зком, выключения з результату вишру коефщ'шнта параметрично! мо-дуляци та похибки перетворення квадратично! форми вим!рюваль-но! величини. Одержане, наприклад, значения вихщно! величини теля перетворення квадратично! форми мае вигляд, аналопчний (2), в якому

N = а + -яп + п, п - _ . .-, ' г -7ГХЧ-

[«(¿з) - ,) М"<гз) - 4 > 1

Запропоновано замкнену структуру для вим1рюваш1я коефвден-т'ш вщбиття чи передач! чотириполюсншав в дапазош НВЧ, в яки! параметрична модулящя здшсшоеться в обох каналах зворотнього зв'язку, а вихщний сигнал стабШзуеться за допомогою сигналу керу-вання потужшстю сигналу НВЧ генератора.

Багатотактш вим1ри, що завжди супроводжуються зб1льшенням дашам1чно1 похибки, запропоновано ущшьнювати, використовуючи значения вихцщих величин, одержаних в попередш цикли, що змен-шуе цю похибку до значения П при однотактному вим1р1.

В третьому розд1Л1 визначеш умови ф'шично! реал'шаци аналЬ тичних методов досягнення ¡нвар1антносп, з яких найбшын вагомими е урахування динамо чносп дестабшшуючих фактор1в та створення умов Тх спов!льнения конструкгивно-технолопчними засобами.

На прикладах створення замкнених структур для вим!рювання раду параметр1в сигнал1В та юл, що використовують розглянуп ана-лшгчш метода, показано !х ефектившсть в досягненш метролопчно! надшносп. Розроблено так! прилади, як широкосмуговий вольтметр СКЗ, три типи калоримегричних вим!рювач!в НВЧ потужносп, пере-творювач1 калориметричних параметр!в для метролопчних дослщ-жень, автоматичний рефлектометр та вим1рювач СКЗ електричних шум!в. Кожен ¿з них одержав швар1аштшй вид функцп вим1рюваль-ного перетворення, тобто вона стала лшшною та не одержала адитив-ного зсуву вщносно нуля. Таким чином показано, що аналшгчш метода трансформують початкову нелипйну форму функцп перетворення в лппйну

= Т^Туъ " * + У> Ы = 5»' *' 1 + кр

де 50 = 1 / Д чи 50 = 1 / х0, тобто 50 = союЬ.

Розроблено методологпо структурного синтезу швар!антно!" структури з конкретними рекомендащями. Так, наприклад, за вихщну ве-

личину калориметричного иеретворювача НВЧ иотужнос-ri (рис.2) потр1бно приймати вих1дну иотужность каналу прямого перетворення,

' ' Г"

О&ОЛ

Рис.2. Структурна схема полштаркштного калориметричного перетворювача потужносп НВЧ.

щоб виключити використання зайвих функцтнальних блоки! та одер-жати 1нвар1антну форму результату BUMipy

1 ~ 1Л2 . -ч Г о 1

"=*./<к + ю •(1+^ • I1+• <4>

о

де у, /(&)- корельована га некорельована складов! похибки, в тому числ) onopiB R3, Rat

N = {Pit,)- P(t2) - [Pi^ ) - PQ3)]}[P(t3) - P{t,)\ x

*<7/(l -qXPitJ-PitJ].

Четвертий роздш присвячений розробщ Teopi'i параметрично! ¡денгиф^ацц параметр1в вим!рювалышх структур автобалансного типу чи автокомпенсатор1в. Ц( сгуктури вже мають високий р1вень iiiBapiaHTHOCTiBiflHOCHO дестабШзуючих факторов. Саме 1м завдячують найкрани метролопчш досягнення у вимфюпанш ряду величин, але в тих випадках, якщо ф1зичну величину перетворюють в пром1жний параметр, це спричиняе до ряду похибок, цим обумовлених.

Показано, що автобалансна вим1рювальна структура мае бшщш-ну форму функци перетворення, що в1дкривае можлив1Сть шльового вгошву на неГ, в крайньому paai, через два канала та одержат вадповадт реакцн на такий вплив,щоб скласти систему р1внянь для щентифшаци ггараметр1в структури. Ця характерна риса бьтшпшоТ

форми найперше використана в розробщ одного з мето/дв парамет-рично! щентифжацн.що названий методом в1ртуально! зразковох м1ри. Поняття виртуально! зразково! М1ри полягае в тому, що в умовах мет-ролопчно! атестаци вим1рювалыюго перетворювача регулюёться таке стввщношення м1ж коефппентами параметричноГ моду л яц и та параметрами перетворення, яке не викликае змши вих1Дно! величини. Це ствв1 д ношения, хоча 1 не е ф1зичною зразковою м1рою, вдаграе и роль тривалий час, якщо оргашзувати неперервне корегування хоча б одного ¡з параметр!в за функцюналом досягнення встановленного стввщнотеиня.

Розглянемо властив!сть бШшйно! форми функцп вим^рювального перетворення, в якш а, Ь, с, <1— в!дом! парамегри, г - неввдомий,

=-(5)

с + агИ)

Якщо на в1др1зку часу Д£ = - £0 параметр г(4) не змшював свое значения I в момент цей параметр одержав прир1ст, а вздомий, на-приклад, параметр ё теж одержав прирост, то функщя (5) в момента часу ¿о, ^ мае такий вигляд, зумовлений мультиплшативною дшю на щ параметри оператор1в ц ! р,

с + ' 0

a + bz(t0) • q

(6)

x, t = tv

с + dpz{t0 ) • q

Встановимо таке значения р i a, b, с, d, щоб значения q дозволило знайти параметр z(t). Для цього служить р1вшошя iHBapiaHTHOCTi, яке одержуеться за умовою нульово! чутливосп величин у{ О до Bapi-ацп Á t) i d,

CyMiCHe piuiemw (7) i (8) дае значения z(í0)=z{tl)=z0 A-B-q

z „ =

c-q

(8)

ерW = 0

де A = ad - be, В = adp - be; \C = с ■ dip - 1),

Таким чином, в момент tx функщя (5) стала дентифшованою за невщомим параметром. Якщо через деякий час цей нестаб^льний параметр змпноеться i стае нев1домим знову, його значения домовимся вважати зразковою Mipoio, з якою СЛ1Д пор1вняти z{t), щоб змпшю iHunix вщомих папаметшв вшновити о1вняння (8).

Вказаш стввщношення (5) - (8) в бьтеш конкретному вигляд! збер1гаються для замкненоТ структури з коефпиентами парамегрично! модуляци канал1В прямого та зворотнього перетворення 1 р (рис.3).

Показано, що при сшввщношенш

К = . 1-9__(9)

0 чШР- 0 ^

у вих1дному сигнал! не виникае змшна складова на частот! парамет-рично! модуляци. Якщо величина що встановлена п!д час ате-стаци, зм!нила свое значения, змиша складова теля синхронного ви-прямлення використовуеться для корегування параметру К (О до значения /¡Ц).

Пропонуеться найб!льш продуктивне знаходження значения (9) в!ртуальноТ зразково! м!ри, користуючись умовою !нвар!антност! - системою р!внянь нулю функц!й операторноТ чутливост1 пихцщо! вели-чини /(¿о) Д° одночасноТ да оггератор I в д 1 р на параметри канал!в прямого та зворотнього зв'язку

(Ю)

<РЧ&

Рис.3.Структурна схема РВПза методом вщтворення 1«ртуалыюТ зразково! м1ри.

Динам1чну похибку багатотактних метод1Я корегування похибок запропоновано суттево зменьшити, користуючись методом цикл!чного пор1вня?шя нестаб!льноТ реально!" функц!! перетворення з и аналшм-ною моделлю, що вщповвдае умов1 абсолютно! !нвар!антност!, а попм II адитивного корегування шляхом досягнення функц!оналу

Метод компенсацп ц!леспрямованих д!й на параметр, що стабш-зуеться, найб!льш еффективний щодо автобалансних та автокомпен-сац!йних вим!рювальних структур. И! структури вщслщковуклъ вс1 Д11, спрямоваш на змшу !х балансного стану, зм!нюючи свою вихщну величину, що можна вважати !х реакц!ею на так! дп, в тому числ! на

Д1Ю дестабЬ-пзуючих факторш, в результат! притаманна !м адитивна похибка зм'шюеться невизначено. Кр1м того, зворотне перетворення вихщно! величики в стабшьшш параметр потребуе метролопчного визначення параметра перетворювання, бо вш е складовим в загаль-ному коефвден'п перетворення.

В запропоновашй структур! (рис.4) вим1рюваний сигнал X пода-еться в канал зворотнього зв'язку на вказаний перетворювач х/Л в сум1 з сигналом, еквшалентним вим'фюваному. Функщя вим!рюваль-ного перетворення може бути представлена в двох станах

уЮ =

А, 5(0

Па

(12)

х —

Рис.4. Структура автобалансного РВП за методом компенсаци цилс-спрямованих дхй на параметр, що стабшзуеться.

Величина, що вим1рюеться,визначае-ться з реакца вих^дно! величии Ду, швар1антно1 В1даосно П0,ЖО, уаШ,

Ау = х/р0. (13)

Структури такого типу реал1зують-сяякв системней,так 1 в автономией формах.

Теор1я методу частотно!" компенсаци щленаправлених дш на вим!рювальну структуру розроблена для реал!заци в фазовим!рюва-льних перетворювачах. Д!ею, що порушуе фазов1 сшввщношення в двох вхщних каналах фазового детектора (ФД), е включения в один ¡з них л1н!Г часов о! затримки. На це ФД вщреагуе зм!ною свого вих!дного сигналу, яку можно компенсувати зм!ною частоти, щоб одержати надлишковий частотний канал ! в!дпов!дне р1вняння для визначення фазово! затримки в другому канал!.

Метод частотно! компенсаци змши фазових ствв!дношенъ в фа-зовим!рювальшй структур! започаткував розвиток методу радарних вим!р1в - частотного методу щентифшацп вс!е! довжини вим1рюваль-ного тракту.

Напружетсть поля стоячо! хвил!, що створене в результат! штер-ференц!! падаючо! та в!дбито! хвиль, поданих на входи ФД, теля п рег1страц!! детекторним зондом, аналого-цифрового перетворення ! лшеаризацш залежност! код-р1зниця фаз !нтерферуючих сигнал!в ви-ражаеться значениям коду

л, = 5„(1 + /)(?>, - р2) + б = + д)-2тг + 3, (14)

де 5" - чутливхсть лхггеархгзованного перетворення; р, д ~ цхла та дро-бсва частини фазового циклу; у, 8 — повхлып складов! похибок, в тому числх фазових флуктуацхй.

В межах лхшйно! частини перюдичнох залежносп (4) при умов!, що Л « Ох, а знак вар1аца ±ДВ опорного каналу Д х / частота

корельованх зх знаком приросту коду, функцхя вимхрювального перетворення визначаеться в таких станах

2яг5о[2/, / г • Фх - Д ) - р] + 8, ^ 2*5о[2/, / г-ШХ-Д±ДЯ)-/>] + & ¿г (15)

2/2-5*0[2/"2 /у-(От-Ц± АО) - р] +Я, £3

2^о[2/2 / к • Фх - Д ) - р] + 8, ¿4.

Результат вимхрюваня Л^довжини каналу розповсюдження зонду-ючого сигналу до М1сця його В1дбиття вщ неоднорщносп О мае хнва-р!антшш вигляд вщносно швидкост! розповсюдження та не потребуе приблизного визначення довжини каналу

N = ---- = <1б>

(л, - а4)-(п2 - л3) Ш

Вплив дисперси шввдкост! сигналу на точшсть вим1рювання вик-лючено незалежною умовою збереження лхнишосп робочох частини функцп (14). В д1апазот НВЧ та в радюоптичному ця умова вщповЬ дае незначшй змхш частота, що е суттевою перевагою розробленого методу,

А/ / / = АО / = Л / (4...8)ПХ « 1.

В п'ятому роздхлл висв1тлен> принципи побудови рад!Овям1рю-вальних перетворювач1в на основ! метод ¡в параметрично! щентифжаци структури.

Метод пер!одичного пор1вняння з в1ртуальною зразковою м1рою викорнстано для побудови термоелектричного мш1ватметра НВЧ, мхк-ровольтметра СКЗ, вим1рювалыюго вузькополосного шдсшповача та активного фхльтру. Взагал!, цей метод найбхльш ефективний для такого роду радювимхрювальних перетворювач1в, у яких вихщна величина е однорвдною з вимхрюваною тому, що коефщ!ент зворотнього зв'язку входить в значения щех мхри. Показано типов! структури вим1рюваль-них канал!в та каналхв корекцн похибки, як правило, мулыташка-тивнох ди. Досягнуто ефект, показаний на приклад! пор1вняльного метролопчного анал1зу розробленого термоелектричного мтваттметра

НВЧ з сершним приладом — ватметром моде л 1 МЗ-21-а, полягае в по-кращенш основних метролопчних показникш в 15-20 раз1В.

НВЧ калориметр, як прилад з тривалими динам1чннми процесами, став тим об'ектом, в який впроваджено метод безперервно! автоко-рекцп похибки по цикл1чному пор1внянню з аналштчною моделлю. В пор!внянн1 з НВЧ калориметром, наприклад, мод ел 1 МЗ-45 швид-юсть вим1р1в зросла в 2,5 раз за рахунок виключення ручних операцш кал1бровки та встановлення нуля, а похибка зменшилась на 0,5 %.

Автобалансш терм!сторш НВЧ мости р1зних призначень та НВЧ сухий калориметр з термоелектричним охолодженням, побудований за розробленою термобалансною схемою, запропоповаш \ впроваджеш в промисловють. Вони працюють за методомкомпенсацп щленаправле-них дш на параметр, що стабшЬуеться, в першому випадку - ошр терм1Стора, в другому - р1зшшя температур гарячо! та холодно! стшок сухого поглинача НВЧ потужиоси. Щленаиравленою д1ею е сама НВЧ потужшсть та П низькочастотний екв^валент. Одержан! метро-лопчт характеристики, що приведен! в Додатку, вказують на високу ефективн!сть методу (рис.5). Зтмаються вимоги щодо стабшьноеп иараметр1в ¡мпульсп» в канал! зворотнього зв'язку, виконання яких було обов'язковим в рамках в!домих техн!чних р1шень.

Рис.5. Структурна схема системного швар1антного л1чильника НВЧ енсрги та

НВЧ ватметра.

Вим!рювач! часовоТ затримки сигналу в канал! фазовилпрювалыю! структури трьох розроблених тип!в використовують метод частотно! компенсаци внесено! в опорний канал часово! затримки (лши затримки) ! одержують швар!антшсть вшносно похибок ФД та не-стаб!льност! частоти.

Радарш радклшмфювальш перетворювач! довжини каналу роз-повсюдження зондуючого сигналу до м1сця внесения в канал неодно-рщносп (пошкодження) використовують некумулятивний метод вимЬ ру фази, набагато бшьшо! 2тг, 1 мають швар1антшсть щодо швидкосп зондуючого сигналу, тобго в!дносно факторш, дестабШзуючих Гх мег-ролопчну надштсть.

Шостий роздал робота розкривае групу методов, об'еднаних наз-вою "спектрально-структурних", осюльки використовуються перетво-рювання частотного спектру вим!рювальних сигнал1в та змши в структур! радюпсретворювача параметр1В АЧХ чи ФЧХ чотириполюсншав для оргашзаци надм1рних частотних та часових канал1в, щоб досягти швар!акт1госп вщносно превалюючих, головним чином, частотних по-хибок, яш звичайно вносять просторов! канали. Падм1рш часов! кана-ли оргашзоваш за методом пер!одичного поршняння, а частота! — за розроблеЕгими методамхг частотних перетворень.

Квантований в чаа вхадний сигнал чотириполюсника представлений рыштчастою функц!ею (рис. 6). При лнпйнш в час! зм!н! частота цього сигналу його крок квантування в час! воображений кроком квантування по частот!. Шляхом зсуву на половину кроку квантування можна утворити часове вжно, яке займаеться пор!внювалышм од-ночастотним сигналом.

дискретлих значень двочастотних вим^рювальних сигнал1в для визначення АЧХ чотириполюсника.

Утворення одночастотного порёвняльного сигналу досягаеться зм1шуванням двох вихдаих сигнал1В, !х частотного подшу на сумар-ний та р1зницевий та регулюванням змши частот виходних сигналов, щоб р'1зницева частота залишалась постшною, а сумарка змшювалась в потр1бному д"1апазош.

В розробленому метоД1 регенеративного перетворення одшеТ ¡з пари частот (рис.7) це дае можливють шсля повторного балансного зм!шування вихщних продуктов чотириполюсника з початковою частотою видшити другу початкову частоту, а якщо перестроювати в часл селективний фшьтр по тому ж закону керування, що \ початков1 частота, то данна видшена частота залишаеться незмшною. Це е суттеве досягнення, бо дозволяе поснлити одночастотний сигнал без частотних похибок, що дуже важливо, головним чином, у випадку втапрювашш АЧХ 1 ФЧХ чотириполюсшшв з великим коефвдентом ослабления (бшьше 60 дБ).

~ Я.

03 л.

&2 Мг

и>,

&1

г5

ВС

ги

пи

8Ае

Ч>

ос/

(О,

ж.

■м

К/-)

а.

4

и, (*<)

I I N

Г%! г^у Г*/

Рис.7.Функцюнальне уявлення про метод регенеративного частотного

перетворення.

Розроблено удосконалений вар1ант цього методу, що використовуе штегральне значения АЧХ в смуз! частот, з якою пор^внюеться одно-частотна м'фа ослабления, що дае змогу бшьш вфопдно порёвнювати

точшсть виготовлення однотипних чотиригхолюспшав. Виконано гар-мошчний анал1з частотного перетворення такого типу.

Метод балансного змшгувашгя пари перюдично взаемозамшних сигнал1в мае на мет! досягнення швар1аншосп результатов вим!рю-вання параметр!в АЧХ «¡дносно частотних похибок вим1рювальних канал1в (рис.8). Саме операщя взаемозампш балансно зм1шуваних сипгал1в утворюе перемокну послщовшсть пакепв сигнал1В сумарноТ чи р1зницево! вих1дних частот, на як! в ршнш М1р1 вплинули коеф1-щснти передач! обох канал1в. Це дае можливкть виключити з результате вим!р1в цей зведений загальний коефпиент передач! канал!в методом вщношення чи автокомпенсащ!.

Я

= coast

i= ~t1

JAi

¿о

t

влг

ccz /

КС

-f-OOf ~ Vaz

SL

G1

co^ const

SAi

Mz

cot - vat

->-

K\

SA2

sc

Рис.8. Сум1Ж1Й момента ,пронесу балансного змннування двох нерюдично

взаемозампших сигнал!в.

Група розроблених методов, що взноситься до контролю вузько-смугових пристроГв, об'еднана ¡деею досягнення 1нвар1ангноолч !х АЧХ вщносно впливу дестабтзуючих фактор'!«. Досягнення тако! щл1 ви-конуеться двома шляхами: по-перше, адаптивним регулюванням центрально! частота АЧХ до сшвпадання з заданого частотою генератора, по-друге, адаптивним регулюванням частота генератора до сшвпадання з центральною частотою АЧХ. Виб!р шляху досягнення стану шва-р1антносп диктуеться практичною метою. Використано симетричш вла-стивосп АЧХ 1 ФЧХ вузькосмугових пристроТв. Випробувальш сигнал и формуються зм!шуванням двох сигщиив, частоти яких В1др1зня-ються на величину смути пропускания чотириполюсника, що контро-люеться. 1з його вихщного чи вадбитого сигналу шляхом повторного балансного змииувашш формуеться пара сигнал ¡в пром!жно! частота, яш порхвнюються м1ж собою по амшитудним чи фазовим стввщно-шенням для формуваня сигналу корекца, який адаптивно до змши цих сшвв!дношень регулюе в!Дпов1Дно контрольований чотириполюс-ник чи генератор.

Сьомий роздьч робота висв^тлюе принципи побудови радю-вим1рювалышх перетв0рювач1в ВЧ 1 НВЧ параметр!в чотириполюс-ниюв на основ! розроблених теоретичних засад спектрально-струк-турних метод ¡в тдвищення точность

Визначено типов! алгоритми обробки сигнал!в, що використовую-ться, розроблено принципи побудови тих частин вим1рювальних кана-л1в, як! !х реал1зують: генератори пов'язаних частот, автоматичн! ре-гулятори р1вня (потужност!) двох рхзночастотних сигнал1в, автомати-чш вир1внювач! фази цих сигнал1в, ампл!тудний та фазовий канали.

Розроблено анал1затори АЧХ ! ФЧХ чотириполюснишв в ВЧ ! НВЧ д1апазонах, що мають велике ослабления (бшьше 60 дБ), вико-ристовуючи ту особлив!сть методу регенеративного перетворешгя частоти, яка дозволяе посилита слабкий вих1дний сигнал чотириполюсника, не збшьшуючи частотно! похибки тако! операци. Тут реал1зо-ваш способи використання як одночастотно! регульовано!, так ! по-стшно! м1ри ослабления. В анализатор! ФЧХ ця особлив^сть дозволяе виключити динам!чну похибку ФД, зв'язану з пор!внянням по фаз! двох дуже р!зних по р1вню сигнал'ш (рис. 9).

Метод балансного зм1шування пари перюдично взасмозам!нних балансно-зм1шуваних сигнал1в реал130ван0 в стенд! контролю зразко-вих под1лышк!в напруги ДНМИ-4М2, у вюпрювач! поглинання НВЧ сигналу в об'ект! контролю, в анализатор! частотних похибок НВЧ пристрош, в яких частотш похибки значно зменшено пор1вняно з сершними в!Домими приладами - в 30-40 раз!ы (рис.10).

нсрсгворсння частоти.

Рис. 10 .Анал1затор частотних похибок НВЧ гпдсилюпача (А).

Розроблеш радювдапрювальш перетворюва'п та системи - селек-тивний м^кровольтметр, смуговий ф!льтр, резонансний шдсилювач по-тужносп та система автоматичного регулювання АЧХ шдсилювалыюго прольотного юнстрона - адаптивно до зовшшшх дестабШзуючих фак-тор1в ре1улюють власну АЧХ, а система АПЧ генератора НВЧ адаптивно до зм1ни навантаження технологично! НВЧ камери регулюе частоту генератора (рис.11). Останне техшчне ршення ефективно шдви-щуе енергозбереження в НВЧ технолопчних процесах.

и1

Рис. 11. Система АПЧ генератора НВЧ на резонансну частоту технолопчно! камери

ВИСНОВКИ ПО РОБОТ1

1. Розроблено методи х засоби рад10вим1рювального перетворення нараметр1В сигнал1в та юл, що за сво!ми теоретичними 1 методолопч-ними засадами та математичним 1 структурним апаратом об'еднащ в три групи (аналтгчш .методи параметрично! вдентиф1кацн та спектра-льно-структурний), мають сшльну цшь - досягнення швар1антносп

вишосно дестабШзуючих факгсцмв, щоб забезиечити !'х метролопчну надшшсть 1 системне призначення.

2. Розроблено щвар^антну в^дносно багатьох складових похибок одночасготну модель замкненого вим1рювального перетвореня, засно-вану на виявлешгх власгавостях запропонованого виду функцш чут-ливост! в скшчених, обмежених лише умовою динамично!" стшкосп приростах параметр1в та сигнал 1В.

3. Визначена фундаментальна властившть розробленоТ модел1 на основ! функцш чутливосп, яка полягае в П швар1антносп В1Дносно глибини та напрямку зворотнього зв'язку, що спрощуе рпнешш задач! динам1чно! спйкост! замкнено! струкури, а також дозволяе виконати вим!рювальне перетворення в шй ф1зичних величин ненаправлено! ди I використання зворотшх перетв0рювач!в на нових, раньше не прийня-тих для вим1рювальних щлей ф1зичних ефектах.

4. Розроблено теорш методу перюдичного поршняння плинних параметр1В вим!рговалыю1 замкнено!" струкури ¡з запропонованою в!ртуальною зразковою м!рою, що являе собою анал!тичне сшввщно-шення и параметр!в, встановлене при метролог!чн!й атестацп, яке безперервно контролюеться ! вщновлюеться з допомогою корекцп.

5. Розроблено метод циюнчного пор!вняння илинного значения суми функц!й операгорноТ чутливосп з швар^антом ! корегування не-стабшьного параметру за функц!оналом досягнення цього швар^анту, що значно прискорюе вим!рювальний процес.

6. Визначено б!л!н1йну форму моделей вим!рювального перетворення, яю заснован! на аналшганому опис! реакцГ! елико!" автобалан-сно!" структури щодо д1й, ц1ленаправлених на зм1ну и стану, що ство-рюс аналшгчну надм!рн!сть для щентифжац!!' параметр!в перетворення вим!рювальн01 величини.

7. Розроблено ефективний за точтстю р!зновид методу комлен-сац!Г ц!ленаправлених д!й - метод частотно!" компенсацн часовоГ затримки сигналу в канал! фазошш1рювально1 структур!!.

8. Теоретично визначено некумулятивний метод знаходження повно1 фази чи ¡дентифшацп повно!" довжннн каналу розповсюдження сигналу, заснований на частотшй компенсацп цшенаправлених зм1н довжини опорного каналу.

9. Розроблено теор!ю регенеративного перетворювання частота одного 13 вим!рювальних сигналов ! використовуючий його метод пер!одичного нор!вняння частотнозалежного параметру чотирииолюс-

ника з одночастотною Mi рою цього параметру, що дозволяе виконати шдсилення гшх1Дного сигналу чотириполюсника без внесения додатко-boï похибки.

10. Теоретично обгрунтовано метод першдично! взаемозамиш bxî-дних сигнаив зм!шувача, що мае високу ефектившсть щодо змень-шення частотних похибок канал1в при вим1рюваш АЧХ чотириполюс-ниюв.

11. Засновано трупу двочастотних метод ¡в шдвшцення точноси вим1рювання i корекцп АЧХ вузькосмугових пасивних i активних чо-тириполюснишв, що створюють умови ïx iHBapiaHTHOCri вщносно дестабШзуючих фактор!в.

12. Розроблено в po3pi3i кожного напрямку та його розгалужень иринципи та методолопчт засади структурно! побудови i конкретно! реал1зацп запропонованих та теоретично обгрунтованих метод1в до-) сягнення ÏHBapiaHTHOCTi стосовно основних 35 TiiniB радювдапрюваль-них перетворювач1в нараметр!в сигнал1в i юл ВЧ i НВЧ д1апазошв.

13. Розроблено методи i радюв1»прювалып засоби iHBapiatrraoro вщносно нешформативних параметр1в вим^рювального перетворення технолопчних параметр1в, 19 тишв яких наведеш в Додатку.

14. Впроваджеш результата тдтверджують теоретичну обгрунто-ван1сть роботи та досягнення поставлено! мети доопджень.

Результата дисертацшно! роботи висдатлет в 110 опублшованих наукових працях, основними з яких с: Стати:

1.Водотовка В.И. Метод мультипликативной коррекции составляющих погрешности термоэлектрического ваттметра СВЧ/ / Радиотехника, 1979. - Вып.51. - С.85-89.

2.Водотовка В.И. Разработка структурно-алгоритмических методов коррекции погрешностей и аппаратуры для измерения СВЧ мощности в АСУТП тренировки и испытания изделий //Электронная техника. Сер.1. Электроника СВЧ, вып.2 (144), 1980.С. 20-21.

3.Водотовка В.И. Метод измерения АЧХ пассивных СВЧ четырехполюсников с паралельным замещением интегральной мерой// Электронная техника. Сер.1.Электроника СВЧ, вып.2 (144), 1980.C.I5.

4. Скрипник Ю.А., Глазков Л.А., Водотовка В.И., Галкин Л.А. Двухчастотные методы контроля концентрации веществ в жидких средах, I //Известия высших учебных заведений.Технология легкой промышленности, 1984 - Т.27.- N 2 (158).- С. 124-128.

5. Скрипник Ю.А., Глазков Л.А., Водотовка В.И., Галкин Л.А. Двухчастотные методы контроля концентрации веществ в жидких средах, II/ /Известия высших учебных заведений Технология легкой промышленности, 1984 - Т.21- N 3 (159)- С.112-118.

6. Березненко Н.П.,Скрипник Ю.А.,Водотовка В.И..Глазков Л.А., Горкун В.В. Контроль влажности в процессе сушки пористых материалов, 1//Извесгия высших учебных заведений Технология легкой промышленности, 1990 - Т.27- N 2. - С. 134-138.

7. Березненко Н.П.,Скрипник Ю.А.,Водотовка В.И.,Глазков Л.А., Горкун В.В. Контроль влажности в процессе сушки пористых материалов, II//Известия высших учебных заведений Технология легкой промышленности, 1990,- Т.27 - N 3. - С. 116-119.

Зб1рки наукових праць:

8.Водотовка В.И. О возможности мультипликативной коррекции частотных составляющих погрешности термоэлектрических преобразователей СВЧ мощности/ /Сб.науч.тр. Вопросы теории и проектирования аналоговых преобразователей параметров электрических сигналов и цепей. - Ульяновск: УПИ, 1978. - С.76-77.

9.Водотовка В.И., Скрипник Ю.А. Тестовый метод измерения СВЧ мощности//Сб.науч.тр. Структурные методы повышения точности, чувствительности и быстродействия измерительных устройств. - К.: Знание,1980. - С.25-27.

10.Водотовка В.И., Гаврилюк Г.И., Глазков Л.А., Коновал М.И., Таран В.А. Метод коррекции погрешностей измерений пропусканий с разомкнутыми структурами//В сб. науч.тр. Автоматизированные системы управления и контроль качества в целлюлознобумажной промышленности,- К.: УкрНПОбумпром, 1984. - С. 83-95.

11.Водотовка В.И. Синтез алгоритмов коррекции погрешностей измерительных преобразователей/Сб. науч.тр. Точные измерения электрических величин. - Л.Госстандарт, 1985. - С.100-102.

12.Водотовка В.И., Глазков Л.А., Присенко М.А. Определение фазочастотных характеристик четырехполюсников с большим затуха-нием//Сб. науч. тр. Точные измерения электрических величин. - Л.: Госстандарт,1985. - С. 178-180.

13.Водотовка В.И., Скрипник Ю.А. Двухчастотные автоматические анализаторы цепей СВЧ с расширенным динамическим диапазоном//В сб. научн. тр. Проблемы разработки измерительных прибо-

ров со встроенным интеллектом и перспективы их развития. - Каунас: КНИИРИТ, 1988. - С.59-61.

14. Vodotovka V.l., Repa F.M. Technology process and industrial wood and semifinished item of furniure production drying aquipment// Proc. of the 2nd International Conference on Antenna Theory and Techniques. - K.: NTUU "KPI", 1997.- P. 360.

Складов! частини книги:

15.Водотовка В.И., Грудев К.Л., Котенко Е.Г. Измеритель поглощаемой СВЧ мощности с коррекцией погрешности измерения / / В кн. Структурные методы повышения точности и чувствительности измерительных преобразователей. - К.: Знание, 1975. - С.20-21.

16.Водотовка В.И- Методы и средства сверхвысокочастотной спек-рометрии/ /В кн. Новые технологии, материалы, оборудование. - К: Украинская технологическая академия, 1996. - С.35-38.

Складов! частини збгрника:

17.Водотовка В.И., Грудев К.Л. Синтез адаптивных измерительных систем уравновешивающего преобразования на основе моделей чувствительности//Сб. Применение информационно-измерительных систем при эксплуатации авиационной техники. - К.: КИИГА, 1979. — С.12-13.

18. Водотовка В.И. Способ автоматической максимизации КПД резонансной СВЧ камеры в технологических процессах обработки материалов и веществ//Сб. Автоматический контроль и регулирование технологических процессов в легкой промышленности. - К.: КТИЛП, 1991. - С. 18-21.

19. Водотовка В.И., Таран В.А. Метод диагностирования СВЧ фа-зочувствительной измерительной системы//Сб. Диагностика и коррекция погрешностей преобразователей технологической информации. - К.: КТИЛП, 1989. - С.24-26.

20. Тузов Д.М., Балюк B.C., Водотовка В.И., Дзюба В.П. Опыт разработки приборов СВЧ энергии народнохозяйственного значения// Сб. Микроволновые технологии в народном хозяйстве. Внедрение. Проблемы. Перспективы. - Одесса: ОКФА, 1996.- С.46-52.

Тези доповхдей:

21. Водотовка В.И., Скрипник Ю.А. Аналитическая модель нелинейной функции преобразования//Материалы НТК с междунар. участием "Приборостроение-92" - Керчь, 1992. - С. 16.

22. Водотовка В.И. Структурно-алгоритмический метод метрологической аттестации палиоизмепительных ппибопоп / / Материалы

НТК с междунар. участием "Приборостроение-93" - Николаев, 1993. - С.15-16.

23.Водотовка В.И. Аналитическая модель инвариантного измерительного преобразования физических величин//Материалы НТК с междунар. участием "Приборостроение-94" - Симферополь: УТА, 1994. - С.24.

24.Водотовка В.И. Инвариантные методы радиофизического измерительного преобразования//Материалы НТК с междунар. участием. "Приборостроение-95". - Львов, 1995. - С.90.

Авторсы« свщоцтва:

25. A.c. 714299 СССР, М.кл.3 G OIR 21/02. Сверхвысокочастотный калориметр/ Скрипник Ю.А., Водотовка В.И. (СССР).— №2596465/18-09; Заявлено 28.03.78; 0публ.05.02.80, Бюл. №5.- Зс.

26. A.c. 718795 СССР, М.кл.3 G01 R21/02. Способ измерения мощности СВЧ/ Водотовка В.И.,СкрипникЮ.А.;сССР).-№2597122 / /18-09; Заявлено 28.03.78; Опубл. 28.02.80, Бюл. №8. - Зс.

27. A.c. 765762 СССР, МКИ G01 R 31/26. Способ измерения подвижности носителей тока в полупроводниках и устройство для его реализации/ Глазков Л. АГГСкрииник Ю.А., Водотовка В.И. (СССР) №2645740/18-25; Заявлено 17.0778; Опубл. 23.09.80, Бюл.№35.-5с.

28. A.c. 832486 СССР, М.кл.3 G 01R 21/02. Калориметрический измеритель сверхвысокочастотной мощности/Водотовка В.И., Гру-дев К.Л.(СССР).- №2761928/18-09; Заявлено 07.05.79; Опубл. 23.05.81, Бюл. № 19 - 5с.

29.A.c. 840751 СССР,М.кл.3 G 01R 19/02. Микровольтметр сре-днеквадратических значений/ Скрипник Ю.А., Водотовка В.И. (СССР). - №2670128/18-21; Заявлено 15.10.78; Опубл. 23.06.81, Бюл. №23. - 5с.

30. A.c. 879490 СССР, М.кл.3 G 01R21/04. Устройство для измерения СВЧ мощности /Водотовка В.И., Скрипник Ю.А., Садовый Н.Г., Орел А.Н. (СССР).- №2673250/18-09;Заявлено 05.10.78; Опубл. 07.11.81, Бюл. №41. -5с.

31. A.c. 879507 СССР, М.кл.3 G 01R 27/28. Устройство для измерения коэффициента передачи четырехполюсников/Водотовка В.И., Балюк B.C.,Скрипник Ю.А.,Глазков Л.А.(СССР)/-№2794690/18-09; Заявлено 13/07/79; Опубл. 07.11.81, Бюл. № 41. - 6с.

32. A.c. 885919 СССР, М. кл.3 G 01R 25/00. Способ измерения фазового набега четырехполюсников и устройство для его осуществле-

ния/Скрипник Ю.А., Водотовка В.И..Глазков Л.А. (СССР).- № 2837715/18-21; Заявлено 12.11.79; Опубл. 30.11.81, Бюл. №44 - 6с.

33. А.с. 901890 СССР, М.кл.3 G 01 N 22/00. Способ измерения толщины диэлектрических материалов/Глазков Л.А.,Скрипник Ю.А., Водотовка В.И. (СССР).- 2739366/18-09; Заявлено 15.03.82; Опубл. 30.01.82, Бюл. № 4,- 5с.

34. А.с. 959527 СССР, М. кл.3 G 01R 21/04. Теомисторный измеритель СВЧ мощности/Водотовка В.И.,Скришшк Ю.А. (СССР). -№2761927/18-09;Заявлено 07.05.79;0публ.30.11.82,Бюл.№ 44. - Юс.

35. А.с. 978083 СССР, М.кл.3 G 01R 31/26. Устройство для измерения подвижности носителей тока в полупроводниках/Галкин Л.А., Скрипник Ю.А., Глазков Л.А., Водотовка В.И. (СССР).-№2999893/18-21 ¡Заявлено 24.09.90; Опубл. 30.11.82, Бюл. №44.-7с.

36.А.с. 983525 СССР М кл.3 G 01 N 27/90. Двухчастотный толщиномер/Скрипник Ю.А., Глазков Л.А., Иванов Б.А., Водотовка В.И., Свиридов Н.М. (СССР). - №3270296/25-28; Заявлено 09.04.81; Опубл. 23.12.82, Бюл. № 47,-4с.

37.A.C. 1076986 СССР, М.кл.3 Н 01 М 10/42. Способ измерения напряжения ХИТ /Скурихин В.И., Балюк В.С., Кондратов В.Т., Водотовка В.И., Скрипник Ю.А. (СССР).- № 3526329/24-07; Заявлено 24.12.82; Опубл. 28.02.84, Бюл. № 8.- 6с.

38.A.C. 1083125 СССР, М.кл.3 G 01R 25/00. Устройство для измерения фазового набега четырехполюсников/Водотовка В.И., Скрипник Ю.А., Глазков Л.А., Григорьян Р.А. (СССР).- № 3500511/18-21; Заявлено 15.Ю.82;Опубл. 30.03.84, Бюл. №12,- 8с.

39. А.с. 1100540 СССР, МКИ G 01 N 21/89. Устройство для регистрации спектра диспергированных сред / Скрипник Ю.А., Глазиков Л. А., Гриб Б.Н., Водотовка В.И., Глазков А.Л. (СССР).- № 3312117/18-25; Заявлено 02.07.81; Опубл. 30.06.84, Бюл. № 24,- 6с.

40. А.с. 1107638 СССР, М.кл.3 G 01 N 21/30. Двухволновой измеритель количества вещества/ Водотовка В.И., Скрипник Ю.А., Глазков Л. А., Глазков А.Л. (СССР).- № 3514139/18-09; Заявлено 25.11.82; Опубл. 08.04.84, Бюл. № 13.-13с.

41. А.с. 1125513 СССР, М.кл.3 G 01 N 21/21. Способ измерения угла фарадеевского вращения/Таран В.А.. Скрипник Ю.А., Водотовка В.ИЛ (СССР). - № 3521591/24-25; Заявлено 16.12.82; Опубл. 23.11.84, Бюл. № 43. - 4с.

42.A.c.l 185199 СССР, М.кл.3 G Ol N22/00.Измеритель толщины диэлектрических и полупроводниковых материалов/Водотовка В. И., Скрипник Ю.А., Кадочников С.М. (СССР); Заявлено 09.12.83; Опубл. 15.10.85, Бюл. № 38. - 5с.

43. A.c. 1190272 СССР, М.кл.3 G 01R 19/00. Способ измерения физических величин/Водотовка В.И. (СССР).- №3643282/24-21; Заявлено 16.09.83; Опубл.07.11.85, Бюл. № 41-Зс.

44. A.c. 1221624 СССР, М.кл.3 G 01R 35/00. Способ измерения частотных погрешностей термоэлектрических преобразователей/ Скрипник Ю.А., Васильчук В.К., Глазков Л. А., Водотовка В.И. (СССР).- №3439557/24-21; Заявлено 30.03.86, Бюл. №12.- 4с.

45. A.c. 1245197 СССР, М.кл.3 Н Ol М10/48. Способ определения времени сохраняемости химического источника тока/Скурихин В.И., Кондратов В.Т., Водотовка В.И., Скрипник Ю.А.,Балюк B.C. (СССР).-№3804700/24-07; Заявлено 23.10.84; 0публ.15.03.86, Бюл. № 10.-8с.

46. A.c. 1245965 СССР, М.кл.3 G 01 N 22/04. СВЧ влагомер/ Потапов A.A., Скрипник Ю.А., Водотовка В.И. (СССР). - № 3771685/24-09; Заявлено 11.07.84; 0публ.23.07.86, Бюл. № 27.- 4с.

47. A.c. 1281986 СССР, МКИ G 01 N 22/00. Способ определения коэффициента пропускания средой волны электромагнитного излучения/Таран В.А., Скрипник И.Ю., Водотовка В.И.(СССР).- №9 3614552/24-09; Заявлено 30.06.83; Опубл. 07.01.87, Бюл. №1,- 8с.

48. A.c. 1290193 СССР, М.кл. G 01 R 23/04. Устройство для индикации резонанса объемного резонатора/Водотовка В.П., Скрипник Ю.А. (СССР). - №3809697/24-09; Заявлено 11.11.84; Опубл. 15.02.87, Бюл. № 6. — Зс.

49. A.c. 1293606, СССР, М.кл.3 G 01 N 25/18. Способ измерения коэффициента температуропроводности и устройство для его осуществления/ Константинов С.М., Скрипник Ю.А., Водотовка В.И., Ше-велюк B.C., Глазков Л.А.(СССР).- № 3879635/31-25; Заявлено 08.04.85; Опубл. 28.02.87, Бюл. № 8.- 4с.

50.А.С. 1298856 СССР, М.кл.3 Н 03 G 3/20. Узкополосный усилитель с автомагической стабилизацией коэффициента усиления/ Водотовка В.И., Скрипник Ю.А., Скрипник И.Ю. (СССР).-№3811062/24-09;Заявлено 11.11.84; Опубл. 23.03.87, Бюл. №11.-6с.

51. A.c. 1324437 СССР, МКИ G 01 N25/18. Способ измерения коэффициента температуропроводности диэлектрических материалов

и устройство для его осуществления/Константинов С.М.,Скрипник Ю.А., Водотовка В.И., Шевелюк B.C., Глазков Л.А. (СССР).-№3913506/31-25;Заявлено 19.06.85; Опубл. 15.03.87, Бюл. №10.-5с.

52. A.c. 1357808 СССР, М.кл.30 01N 22/00. Способ измерения ^ толщины диэлектрического материала/Таран В.А., Скрипник И.Ю., Водотовка В.И., Глазков Л.А. (СССР).- № 3823463/24-09; Заявлено 11.12.84; Опубл. 07.12.87, Бюл. № 45,-Зс.

53.А.С. 1402910 СССР, М.кл.3 G 01 N 27/22. Способ измерения дискретного спектра поглощения/Скурихин В.И., Кондратов В.Т., Скрипник Ю.А., Водотовка В.И. (СССР).- №4065783/31-25; Заявлено 24.03.86; Опубл. 15.06.88, Бюл. № 22 - 8с.

54.A.C. 1405655 СССР, М.кл.3. G 01М 10/42. Устройство для измерения времени хранения ХИТ по уровню электрических шумов/ Агабалов В.В., Водотовка В.И., Гришко В.Ф.(СССР).- № 4148978/24-07; Заявлено 17.11.86; Опубл. 22.02.88, Бюл. №7.-Зс.

55. A.c. 1411650 СССР, М. кл.3 G 01 N 22/02. Способ измерения толщины п/проводниковых и диэлектрических материалов на СВЧ /Водотовка В. И., Скрипник Ю.А., Григорьян Р.Л. (СССР).- № 4145390/24-09; Заявлено 09.07.86; Опубл. 23.07.88, Бюл. № 27,- 4с..

56 A.c. 1438390 СССР, М.кл.3 G 01 К 7/02. Устройство для измерения температуры/Водотовка В.И., Скрипник Ю.А., Юрчик Г.В., Алексашин A.B., Глазков А.Л. (СССР).- № 4214794/24-10; Заявлено 25.03.87; Опубл. 30.11.89, Бюл. № 44.-Зс.

57. A.c. 1518734 СССР, МКИ G 01 R 25/00. Способ измерения спектрального показателя поглощения/Таран В.А., Скрипник Ю.А., Водотовка В.И., Гаврилюк Г.И. (СССР).- № 3809399; Заявлено 13.11. 84; 0пу6л.01.07.89, Бюл. № 25.- Зс.

58. A.c. 1531663 СССР, М. кл.3 G 01R 25/00. Способ измерения затухания/ Головко Д.Б., Скрипник Ю.А., Водотовка В.И., Глазков Л.А. (СССР); Заявлено 3.11.86; 0публ.22.08.89, Бюл. №32. - 8с.

59. A.c. 1531028 СССР, М.кл.3 G 01 R 27/28. Устройство для измерения частотной погрешности делителей напряжения/Скрипник Ю.А., Водотовка В.И., Васильчук В.К., Михайлов В.А. (СССР).- № 4409845/24-21 ¡Заявлено 28.01.88; Опубл. 23.12.89, Бюл. № 47 - 4с.

60.A.c. 1592800 СССР, М. кл.3 G 01 R 25/00. Способ измерения неравномерности АЧХ СВЧ устройств/Водотовка В.И., Скрипник Ю.А. (СССР). - № 4426494/24-09; Заявлено 17.05.88; Опубл. 15.05.90, Бюл. №18. - 6с.

61. A.c. 1626336 СССР, М.кл.3 Н 03 J 3/00. Устройство для автоматической настройки полосового фильтра/Скрипник Ю.А., Водо-товка В.И.,Сокурец Ю.А., Скрипник АЛО. (СССР).- № 4627593/09; Заявлено 28.12.88; Опубл. 7.02.91, Бюл. № 5 - 4с.

62.A.c. 1682795 СССР, М.кл.3 G 01 F 1/34. Способ определения расхода веществ и устройство для его осуществления/ Скрипник Ю.А., Юрчик Г.В., Водотовка В.И.(СССР).- №4685207/10; Заявлено 09.02.89; Опубл. 07.10.91, Бюл. №37.-5с.

63. A.c. 1688391 СССР, М.кл.3 Н 03 G 3/20. Настраиваемый активный фильтр/ Водотовка В.И., Скрипник Ю.А., Сокурец Ю.А., Скрипник А.Ю.(СССР).-№4628129; Заявлено 28.12.88;0публ.01.07. 91, Бюл. №25.- 2с.

64. A.c. 1747894 СССР, М.кл.3 G 01 В 17/02. Импульсно-фазовое устройство/ Скрипник Ю.А., Здоренко В.Г., Водотовка В.И., Клу-шин В.В. (СССР). - № 4853388/28; Заявлено 24.07.90; Опубл. 15.07.92, Бюл № 26.- 7с.

65.A.c. 1783301 СССР, М.кл.3 G 01 С 3/08. Способ определения расстояний/ Скрипник Ю.А., Водотовка В.И., Скрипник И.Ю., Глазков Л.А. (СССР).- №4856060/10; Заявлено 06.08.90; Опубл. 23.12.92, Бюл. №47 - 8с.

66. A.c. 1793522 СССР, М.кл.3 Н 03 J 7/00. Устройство автоматической подстройки частоты/ Скрипник Ю.А., Водотовка В.И., Кашлев В.П., Скрипник И.Ю. (СССР). - № 4873671/09; Заявлено 06.08.90; Опубл.07.02.93, Бюл. №5 - Зс.

Патенты:

67.Пат. 1828539 СССР, М.кл.3 G 01 J 5/12. Способ дистанционного измерения температуры и устройство для его осуществления/ Скрипник Ю.А., Чернякова М.М., Водотовка В.И., Химичева А.И. (СССР).- № 5003711/25; Заявлено 08.07.91; Опубл. 15.07.93, Бюл. № 26 - Зс.

Особистий внесок в роботах, опублшованих у ствавторствк [4,5,6,9,10,12,13,17,19,21,26,28,29-32,34,36,38-40,42-44,47-54,57,58-60,61-63,65,66]-розробка математичних моделей вимфювального пере-творешш, розробка метеадв вдапрювання, ix дослщження i обгрунту-вання iHBapiaiiTHoro стану функщй вим1рювального перетворення, [7, 14,15,20,25,27,33,35,37,38,41,45,46,55,56,64,67]-розробка методолопч-

шгх принцишв структурно! побудовн, алгоршмв втайрювання, !'х конкретного застосування.

Водотовка ВЛ. Розробка теоретичних основ ! принцишв побудови швар1антних снстемних радювим!рювалышх пере-творювач!в. - Рукопис.

Дисертащя на здобуття наукового ступени доктора техтчних наук по спещальносп 05.11.08 — Радиовим!рювальш прилади, Вшшщький державний техтчний утверситет, Вшниця, 1997.

Дисертащя присвячена питаниям теоретичних доаиджень, розро-бок методов 1 принцишв побудови радювт.прювалышх перетворювач!в параметр!в сигнал!в ! ш для застосування в автоматизованих шфор-мацшно-вим!рювальних системах. Викладеш загальн! приндипи побудови математичних моделей вимлрювального перетворення, результат якого в р1зшй м1р1 !нвар!антний вщносно фактор!в, що дестабШзують стан функци перетворювання в простор! параметр1в та сигнал1в. Од-ночастотн! модел! побудоваш на основ! функц!й в!дносно! чутливосп в ск!нченних прирштах параметров ! вюидних сигнал!в. Широкосмугов1 модел! побудоваш на основ! запропонованих метод1в частотного перетворення вишрювальних сигнал!в, що дозволили оргашзувати надоцрт часов! та частота! каналн. Розроблено методолог!чн! приндипи побудови радювтпрювалышх перетворювач!в широкого спектру тип!в та призначення.

Ключов1 слова: ¡нвар1антшсть, параметр, модель, рад!овим!рювальний перетворювач, чутлив!сть.

Водотовка В.И. Разработка теоретических основ и принципов построения инвариантных системных радиоизмерительных преобразователей. - Рукопись.

Диссертация соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.11.08 - Радиоизмерительные приборы, Винницкий государственный технический университет, Винница, 1997.

Диссертация посвящена вопросам теоретических исследований, разработок методов и принципов построения радиоизмерительных преобразователей параметров сигналов и цепей для применения в автоматизированных информационно-измерительных системах. Изложены общие принципы построения математических моделей измеритель-

ного преобразования, результат которого в различной степени инвариантен относительно факторов, дестабилизирующих состояние функции преобразования в пространстве параметров и сигналов. Одночастотные модели построены на основе предложенных функций относительных чувствнтельностей, выраженных в конечных приращениях параметров и выходных сигналов.

Широкополосные модели построены на основе предложенных методов частотного преобразования измерительных сигналов, позволивших организовать избыточные временные и частотные каналы. Разработаны методологические принципы построения радиоизмерительных преобразователей широкого спектра типов и назначения.

Ключевые слова: инвариантность, параметр, модель, радиоизмери-тельний преобразователь, чувствительность.

Vodotovka V.I. A development of theoretical basis and the principles of designing the invariant system radiomeasuring transducers. — Manuscript.

Thesis for a doctor's degree by speciality 05.11.08 - radiomeasuring devices. - Vinnitza state technical university, Vinnitza, 1997.

The dissertation is devoted to the theoretical investigations and developments of design methods and principles of designing radio-measuring transducers of signals and circuits parameters to be applied in automatic informatic-measuring systems. The main principles to obtain mathematical models of measuring transformation have been presented.

The results to a various extent are invariant with respect to some factors that destabilise the state of functions of transformation in the space of parameters and signals. The single-frequency models have been construced on the base functions of relative sensitivities, which are expressed in the form of finite increments in parametrs and output signals.

The broadband models have been consructed on the base of proposed methods of frequency transformation mesuring signals, which allowed to organise some redundant time and frequency channels. The metodologi-cal principles of designing radiomeasuring transducers of wide types and purposes have been developed.