автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.04, диссертация на тему:Средства измерения температуры с элементами искусственного интеллекта

ДЕЯШНИЙ УН1ВЕРСИТЕТ "ЛЬВ1В0ЬКА ПОЛПЕХШКЛ

РГ6 од

На щЗапач pyiconrroy

11 ноя m

Березький Олег Шкодайович

УДК 681.Б86'38

злсобп шшрятшя гозшрлтуга о ешзэтдп гтглтт ютешпу

Сп8ц1гшьн1сть 05.11.04 - Прилади та мэгоди вим!ровашш тешгазия величин

АВТОРЕФЕРАТ дисертацИ яа здобуття наукового ступенп гаидидата ;гехн1чннх наук

Льв1в - 1996

Дйсертащя в ругеощо

Робота виконана на кафедр1 Гиформ^ийно-обчислювальних систем та управления Терноп1льсько1 академП народного гос-подарства.

Науковии кер!вник. :

доктор техШчних наук, професор Сачеико Анатолий Одексайович

Ся£1щйн1 опоненти

доктор тех!пчних наук, професор Столярчук Детро Гаврилович

кандидат техншних наук, доцент Л1тв1х Вшгор Вшторович

Пров1дне Шдприеыство: Державний науконо-досл1дний

шститут "Система", м. Лъв1в

Захист в1дбудеться '[_ листопада'1996р. о год. ка эао1данн! спец1ал1вовано'1 ' вчено! ради Д 0,4,06. И при Державному ун1верситет1 "Львдвська полИехн^ка" (290013, Льыв-13,- вул. Ст. 1*.ндери, 12).

' 3 дисертац1ею можна оанайомитись в бШлштец1 Державного ун1верситету "Льв1вська пол1тёхв1ка" (Льв1в, вул. Профес-орська, 1).

Автореферат роа1сланий ''

.1096р.

Вчешш секретар спец1ал1зовано1

ради, кандидат техн1чних' наук / Я.Т.Луцик

- 3 -

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РСДЗОТИ Актуадьн1сть тени. Тешература в одним 1з яайважливШсс параметр!в технолог1чних процес1в. Тан. в ряд1 галузей про-мисловост! (електронн1й, ав1ац!йн1й та 1н.) зрорли вимогк до точност! вим1рювання температуря. При да ому дом1нуючою в по-хибка давача, зушвлека початковкм технолог1чнкм ровгсидам його характеристики перетворення (ХП) 1 И часовнм дрейфом. Наприклад, термселектричя! перетворввач! (ТЕП) типу ХЛ а д!апазон1 Б00-1000°С ыаять початковнй розкид ХП до б,Б°С 1 дрейф до 10...1Б°С за Б00 год. Конструктивно- технолог1чи1 методи мапть обмеження, шр не дозводяють зметютл досягвугий р!векь похкбок. Другим иляхш Соротьбн з похибкот ТЕП е вао-тосування структурнйх метод1в корекцП похибки, як1 д1лятъся на три групи: тестов1 методи, мэтоди вз1рцевих оигнал!в 1 допом1дних вим1р®вань. Тестов! методи ие знайвши широкого эастосування для суттевого п1двищення точност1 нтЛрявашш температури аа допошгоп ТЕЛ, оск!льки температура не иав адитнвних властивостей. Метод вв1рцевих снгвал1в баэувться на пов1рц1 ТЕП по вз1рцевому ТЕП (в удавах експлуатацП) або за допомогон одно- I багатозначних • м1р температури (кал1братор1в температури (КТ). Метод допом1лтих вимЛршгяь - на прогноз1 дрейфу ХП на Ьснов1 досл1длень груп однотипннх ТЕП в умовах, пр 1м1тують умопи експлуатацП. Одяак вшгорис-таяня цих метод1в розр!знено, без системного п1дходу, дав обменен! результат!?, а р1знор!дя1сть обладнання та умов ви-м1рювання утруднив Чх застосуваннп. Доц1льне комплексна ва-користаиня цих метод!в в аасобах вим1ровання температури (ЗВТ), в яких забезпечена можлии!сть адаптацИ - до процесу дрейфу ХП ТЕП та самонавчання - ЗВТ э элементами штучного

- 4 -

1ктелекту - 1нтелектуальних ЗВТ (1ЭВТ). Вони новннн! виконувати 1нтелектуальн1 функцП з метою за-Сезпечеиня необх!дних метролог 1чних характеристик <МХ), зок-реиа, точност!. На даний час, що торкавться эасоб!в вишрю-вання, то ряд ф!рм (вакрема, Fluke) пропонують 'Чнтелекту-ааьй! ааорОи уагодкення з оС'ектоы" (блок 2400В), ш,о не ма-ють н1яких властивостей, як1 можна Оуло б вважати штелегл-у-альшаш- по вЦношенню до функцП втарювання. Тоыу задача розробки таких 1SBT е актуальною.

Метою дисертацН в роэробка необх1дних i достатшх оз-нэгс ЗВТ а елементами штучного Н1телекту, адгорммв ix функ-ц!онування, роаробка на 'ix основ! прецив1йних I3BT. Для цьо-го необх1дно:

1.Сформулювати ознаки 13ВТ.

2.Роаробити структурну i структурно-функщонапьну схсми I3BT.

3.Роаробиги магематичн1 моделi прогнозу дрейфу i по-хибки прогнозу дрейфу ХП ТЕП i ощнити ix похибки.

4.Роаробити адаптивн! алгоритм корекцП похибок давача та електричного тракту (ЕТ) 13ВТ.

5.Роаробити методику та 1м1тац1йну систему ааалхау мет-pojjoi'i'imix характеристик 13ВТ.

С. Стьорити i впровадити у виробництво ]ЗВТ.

Методи додл1джень базуюгься на використашп положат теорий вишрювань, множин, граф1в га апарату теорП алгоритма. Використано-математичний апарат интегрального i дифе-ренц1алыюго числення та 1м1тацшне моделювання на ЕОМ.

Нзукова новизна.

1.Розроблен{ оанаки I38T та синтезована 'ix структурна схема.

2.Розроблен1 йпособи п1двищення дэетоз1рност1 прогнозу дрейфу, похибки прогнозу дрейфу ТЕП 1 компонента ЕТ.

3.На основ1 розроблених способ!в синтезовано адалтиви! алгоритм» тдвшдення точност1 13ВТ.

4.Сингеаована структурно-фу нкц! опальна схема 1ЭВТ, роз-роблена 1м1тавдйна система овднки 1х ыетролог1чних характеристик.

Практична щтйстъ роботи поляг ас в тому, то:

- синтезоваш адаптивн1 алгоритми корекц11 похибок ТЕП ' та ЕТ 13ВТ, використан! в децентрал1зовам!й модуль»1й вим1ргавальн1й систем! для тёхнолог1чних процесХв м1кроегр1п,~ рон1ки та контролер! температуря гартування 1нструменту з високолегованих сталей, в яких точн1сть втЛрювання температуря зросла в 3-4 рази; .

-розроблена система 1м1тац1иного моделюваняя 13ВТ.

Реал1аац1я результатгв робота. Теоретичн1 1 практичМ результати дисертац!йно? роботи зикористан! в трьоя НДР (Тема N 360/005-360(ВТ27-86), шифр "ТИТАН" N ГР 01860026239, 1986р.,тема ОНЙЛ-55-83,шифр "ТРИТОН",N ГР 01800026238,1988р.). Впроваджен1 в промисловЮть децентрал!-зована модульна вюЛрювальна система для технолоПчних про-!«ес1в м1кроелектротки та 1ятелектуалышл контролер температури гартування Шструменту а високолегованих сталей. Еконо-м!чний ефект в1д впровадаення результат^ роботи одержано аа рахужж шдвищення якост! вироб!в, змегееения часу пиходу об-ладнання на режим та автоматизац11 процесу вим1рювшшя.

Апробац1я роботи. Дисертац1я в ц!лоыу допов1далася на аао1данн1 сем1нару 4.9"1нтелектуазън1 вим!ривальн1 оистеыи" НАН Укра1ни. Основн! положения дисертацП допов!дались 1 об-

говорададиоь на 8 науконо-TexHi чних кшференц1ях р!зних р!в-híb по проблемах п!дввдеиня точност! виы!рювання температура, метродог!чних проблемах мхкроелектрон1ки та !нфор~ цац1йно-вгалрювальних систем.

Пубд1кац11. Всього по тем! дисертац!! опубл1ковано 15 друкованих роб!т, з них 1 авторське св1доцтво на винах!д.

Структура та об'ем роботи. Дисертац!я складаеться а во-тупу, чотирьох роэдШв, заключения, викладених на 100 отор!нках машинописного тексту, перел!ку використано! л1те-ратури 1з 105 найменувань, додатк!в на 44 стор!нках, 1люст-рована 30 рисунками та 1 таблицею.

3MICT РОБОТИ

У вступ! обгрунтовано актуальность дисертацИ, роагля-нуто ыетоди п!двшцення точност! в термометрií, 1нтелектуаль-н1 аасоби, аокрема вим1рювальн1, та íx функцП. Нам1чено задач! досл!дження, сформульовало мету дисертац!"! 1 положения, Чар виносяться на аахист.

В першому роад1л! визначено необх1дн! та доотатн1 оэна-líii I3BT i сформульовано наб!р ix функц!й, на ochobí чого сшггезовано ix узагальнену структурну схему; проанал!зован1 способи прогнозу дрейфу та похибки прогнозу дрейфу ХП ТЕП; проаная1аовано похибки пов!рки ТЕП ва допомогою температурного кал1братора i вэ1рцешго ТЕП.

I3BT повиннi кати властив!сть при обмежен!й учаота людини виконувати деяк! !нтелектуальн! функцН при отри-ыалн!, накопиченн! f представленн! анань про стан об'вкту та прогноаувант власно! повед!нки ( виб1р режим!в, корекщя пехибок, виб!р алгоритмгв, адаптащя) а метою вабевпечення иеобх!дних метрологiчних характеристик (МХ), аокрема точное-

т1, та представлпти результат виШрювання як I ± ЛЬ, де I-эначення вим!ряно! температури, ЛЬ- покибка (1вдив1дуальна характеристика результату аим1ршання). Пост1йний !ндив!ду-альний прогноз дрейфу та похибки прогнозу дрейфу, похибки ЕТ 1 сумарно! похибки з застосуванням адаптивнйх алгоритма корекцп та самонанчання на основ1 пов!рок 1 б !нтелектуаль-ними фунгаЦями 13ВТ. Сформулюемо !нтелектуальн! функцП 13ВТ з ТЕП як первинними перетворювачами:

1. Пост!йне 1ндив1дуальне прогнозування поправки р1(Ь,т) ТЕП в залекност1 в!д температури Ь ! часу т його експлуатацп (вианачаеться по магематичн1й моделг, левулезами в пронес! роботи ТЕП) 1 в!дпов!дна корекц1я результату вим!рювання

{ Р1(Ь,Г) - - (Е1 - Еи ) - - (ЛЕДР1(Ь,Т)) } , 1-ТТН ,. (1)

де ДЕДР1(Ь,т) - прогноз !ндив!дуального дрейфу ХП ТЕП; Е1 -вим!ряне значения термо-е.р.с.; Ен - ном!налыш тер-мо-е.р.с..

2. Пост1йне !ндив!дуальне прогнозування похибки прогнозу дрейфу ТЕП Л(ЛЕдР)4 зг!дно модел! похибки (побудоваио! в процес! роботи ТЕП), що в!дображае неадекватн1сть модел! дрейфу АЕДр(Ьд) д!йсн!й похкбц! ТЕП ДЕПов1-

3. Пост!йна корекц!я похибки ЕТ та 1ндив!дуальне визна-чення сумарно! похибки ЛВт1 (зг!дно залшкових гсохкбок ком-пенсацП температури я!льних к!нц!в.(ТВК) Лтвк. ЕТ ЛЕет ! похибки прогнозу Д(йЕДр)1) та пор!вняння Из допустимою по-хибкога Двтд!

{ Дат! - Дтвк * ЛЕет * ДДОдрЬ } , i-í/Ñ (3)

{ Лвт4 < Двтд1 } . Í-T7N (4)

4. Видача поЫдоыдення оператору та nepexifi ¡3BT в тим-часовий 1нтерактивций режим роботи для уточнения математич-них моделей дрейфу 1 його похибки, коли умова (4.) не викону-

бться.

б. Уточнения матеыатично! модел1 прогнозу дрейфу эа результатами пов!рки (при температур! в момент часу tk) по вещевому ТЕП (щр мае похибку ДЕварз) або кал1брування

{ ^pi(t.x) ДЕдр1 (t,t) У i-TTÑ (б)

ЛЕдр! (tí,tic) - ДЕцовi - (AEbspj * ДЕет * ДЕет) (ó)

б. Уточнения. матемагичноЗ ыодед! прогнозу похибки прогнозу дрейфу за результатами повЛрки аг1дно п.Б а похибкою ariflHO (6)

{ ÜWwiit.x)) - Д(ДЕдр1 (t,t)) У i-lTÑ (7)

На ochobí 1нтелектуальних функц!й синтеаовано уаагаль-нену структурну схему I3BT (рис.1), що складаеться э виьпрю-валыюго каналу ВК (комутатор Км, аналога-цифровий перетва-рювач АЩ1, ьим!рювальний перетворювач компенсацП теыиерату-ри в i ль них kíhlub ВП, обчислюваиьний пристрой 011) та корек-туючого каналу КК (пристр1й прогнозу дрейфу давачЛв'П11ДЦ, пристрш обрахунку i внесения поправок ШВП, пристри") прогнозу похибки дрейфу давач1в ПППДЦ, пристрЛй визначення похи-йок електричного тракту ШЛЕТ, таймер часу експлуатацп Т, блок вз!рдевих сигнал1в ВВС, суматор См, пристрой заданання допустимо! похиб1Ш ПЗДГ1, компаратор Кп) каналов. ВВС сила-

pkc.i« узлглльненл сшншгрня схшд 13вф.

давтьоя.!э пристрою кал1брування ПК, пристрою пов1рки по ва1рцевому давачу ППВД та джерела ва1рцевих напруг ДВН. ФушаЦю 1 виконують ППДЦ та ПОВП, 2 - ПППДЦ, 3 та 4 - См, Кп та ПЗДП на основ! вим!ряно'1 терыо-е.р.с. (3x1 1 Вх2) 1 часу (вих!д Т). При виконанн! фуиюцй 5 16 оператор аадае метод пов!рки вад!юб ПК або ППВД 1 ва1рцев1 засоби. ДВН формуе ве1рцевий екв!вадент температури повхрки. За допомогою одного !а Си 1...4 зд!йснюеться сумування сигнал!в а ланок ВК та з виходу КК. 3 одного !з виход1в ВК (Вих 1...4) сигнал пос1 тупае на входи Вх 1,2 КК в в1дпов1дному режим! роботи 13ВТ. Для прогнозу дрейфу ХП ТЕП виведен1 !теращйн1 формули для л!н!йно! та квадратично! апроксимацП реэультат1в пов1р-ки.Запропоновано спос!б прогнозу похибки дрейфу ТЕП та його корекц!'! (рис.2.а,2.б), щр забезпечуе адаптац!ю М1жпов!роч-ного !нтервалу до процесу дрейфу. Суть способу полягае в тому, щр використовуючи пов!рку (кал!брування), вианачаеться лохибка Дтахн ТЕП при т>0 1 на ррокижку часу X е [0;^] прогноауванна 'Г! в!дбуваБ-гься (рис. 2. а) по прям1й ДЕ - Дтахн> де Дтехн -похибка, ойумовлека початковим техно-лог1чним розкидом ТЕП. Час наступно! поверки вианачаеться 1в допустимого значення похибки вйЛрювання Двтд 1.максимально! швидкост! росту похибки дрейфу для дано'1 температури експлуатацп (рис.2.б) (а^ визначавться експеримен-тально). В точц! х - х\ д1йсне значення дрейфу рЦне ДЕ1, а значення похибки дрейфу - Д(ДЕ1). На пром1жку X в Чхцх^ нрогнозування■дрейфу ТЕП в!дбуваеться по прям!й (в запальному випадку прогноаувашш дрейфу ТЕП може в1дбуватися по дов1льн1й крив!й), проведенгй через дв1 точки калабрування на попередньому ¡нтервал!. Прогноаування похибки дрейфу ТЕП

- il -

Риге. 2 a.

Рис. 25".

в1дйувааться по прям!й, тангенс кута нахилу яко! рхвний тангенсу кута прямо!, проведено! через дШан! значения по-хибок дрейфу на попередньому пром1жку. Виведено !терац1йну формулу для м1*шов1рочного 1нгервалу

Лвтд! - ЛЕпОВ!

Т1+1 - Т1 - &Х] - - , (8)

да ^ at - швидк1сть наростання похибки прогнозу дрейфу. 3 не! видно, що при эростанн! ¿дс*! ( при неадекватному прогно-а!) 13ВТ скорочуе м1жпов!рочний !нтервал для адаптацп до дрейфу та навпаки. При 1деальному прогноз! (коли Д(ДЕдр) 1 -» ДНцмн) ^с^-Ю, функц!я Л(ДЕдр) 1-<н (*) е спадною 1

найлижаеться до свов! асимлтоти 1 !ш 41 (т) -» ДЕПов. тобто до похибки пов1рки. Остання визначавться похибками взгрцезоГо ТЕП та електричних тракт1в вз!рцевого та псшрюваного ТЕП (див.формулу (6)), тому похибку ЕТ треба анижувати, аастосо-вуючн структурно-алгоритм!чн1 методи: установку нудя та ка-л1бровку по вз1рцев!й напруз!. Використовуючи методи 1нтер-вального анализу аапропоновано методику знаходкення оптимального степени апроксимуючого пол1нома В1Д вигляду функцп дрейфу 1 похибки повхрки.

В другому роздШ на основ! анал1зу адаптивних алго-ритм!в вим!рювання та тдвшцення точност! ТЕП 1 компонента ЕТ, запропоновано базисний алгоритм роботи 13ВТ, що включав алгоритми корекцП похибок компонентов ЕТ, похибки ТЕП, ал-горитми поверки ТЕЛ (за долоыогою температурного калибратора або взхрцевого Л'ЕП), побудови 1 корекцП !ндив!дуальних ма-тематичних моделей прогнозу дрейфу а прхибки прогнозу дрейфу ТЕП, а також алгоритми побудови узагаяьнених математичних моделей прогнозу дрейфу та похиб!ш прогнозу дрейфу ТЕП для

даного об'екту.

В моделях прогнозу дрейфу та похибки прогнозу дрейфу XII TEII для зм1нних температур ексллуатаци диапазон вим!рювання розбивають на промджки, виходячи а допустимо! похибки. Масн-' ву температур <Ti-..Tn> в!дпов!дае масив максимальних швид-1сс>стей дрейфу {tgai,... tgdn>. Шаля кожно! повхрки степ! нь моделей прогнозу дрейфу наростав в!д г-1 при к-1 (одна по-в!рка) до г-к-1 i в загальному випадку може бути представлена Л Ii

п к

ДЕпю ~К?1ак-'С (9)

де п - к1льк!сть повгрок. Точность прогнозу ia зростан-ням к зростав, але picr обмежений . похибкою noBipnn. Тому теля 3-4 noBipoK дощльно не п1двщувати степень полiнома, а заотосовувати метод найменших квадрат1в. Запропо-нована процедура вибору математичних моделей на основ! критерию MiHiMaubHo'i похибки прогнозу дрейфу -

min Д(ДЕД1н(Ь,г)) - min { ÜEap(t,t) - ДЕпогн 1-ТТп (10)

де п - к!льк1сть моделей прогнозу. В оптимально! модел1 на даному мiжпов1рочному iHTepBaai похибка прогнозу мппмальна. Зм1на модел! в!дбуваеться при m повторах Шдряд (ш визнача-еться експерименталыю). В даному алгоритм! проходить дв'ох-параметрична адаптация (по модел1 дрейфу i м!жпов1рочному !нтервал!).

Розроблено адаптивн1 алгоритми корекц!! похибок ET.

Запропоновано акаратний споо!б аменшення випадково! похибки

комутатора S (cnociö мшсанального усереднення), 1а враху-км

ванням похибки програмного усереднення К (усереднення п

- 14 -

часа) сумарна випадкова похибка Км становить

8 - / + (11) X X к

СУМ км

В аалелшост! В1Д вибраного критерш переваги (р!вност1 похибок, м!н1мальних затрат, мШмального часу' вим1рювання) при нзладц1 виэначаеться оптимальна к1льк!сть канагпв п*, 1 1ильк1сть викйрювань - проходить програмна 1 апаратна адаптация. Отримано вирааи овднки впливу складових похибки АЦП на адалтацШ. Показано, що оптимальним е вимЛрюваиня темпе-рагури в!льних к1нд1в компенсащйним методом з замщенням термоопору опорним резистором, а проведения установки нуля 1 кал1бровки АЦП при цьому - недоц!льне.

В третьому розд1л1 на основ 1 узагальненоЗ структурно']' охеми та Знтелектуальних функций 13ВТ запропоновано !х структурно - функц!ональну схему (рис.3), оптим1зовано 3 3 апаратне та программе забезпечення, запропонован1 методики 1х метролог1чного анал1зу при проектуванн1 та атестацН.

Структурно-функц1онагшна схема 13ВТ (рис.3 ) складавть-ся з давачХв Д з калибраторами температури КТ (стацшнарними або змШшми), джерела взЛрцевих напруг ДВН, Км1, ВП, АЦП, сумагор1в См1, См2, функц!онального перетворювача ФП та ви-хгдного пристрою Таб; Канал визначення похибок ЕТ складаеть-ся а запам'ятовуючого пристрою (ЗП) похибок елемент1в елект-ричного тракту ЗП1 та блоку визначення похибок В8ПЕТ. Канал. корекцП похибок давач1в м!стить генератор 1мпульс1в Гн, л!чильник шдивадуального часу експлуатавд1■ Лч, Км2, блок визначення поправок ЕВП. Канал кайбрування складаеться а блоку 1дентиф1кац11 моменту кал1брування (повЗрки) Б1М, ЗП2 температур, в1дтворюваних КТ, пристрою в1дн!мання СмЗ

dj

e £

■e»

1

-г»

et

о

« (¡Q ¡ И» s3 il-h ta

s «

i

» co s •w a 4-1 e-se{ ... *í о е-«

е

PQ сО

•i—ч &

m

И о

ttí Í3J л

« о

W

fcn

е »

о

fctí Pu fcn

&Ч

О.

e*

С-Э

к;

ci W Pm

дшсиого 1 вэ1рцевого значень температуря, блоку корекц!'! матемзтично! модел! поправки БКШП, ЗПЗ поправок. Канал виз-начення похибок вим1рювання окладаеться з пристрою вхднгман-ия См4, ИП4 математично! моделi похибок, блоку виэначення иохибок поправки ЕВПП, Си5, компаратора Кп, ЗП5 допустимих похибок. Аиал1з можливих реал!зац!й I3BT дозволив синтезува-ти оптимальну по апаратних та програмних затратах двохр1вне-ьу структуру I3BT, яка на нижньому piBHi М1бтить м!кро-ЕОМ, що peaiisye продес вим1рювання i виконуе функц!! 1-4. На нерхньому plBHl е потужнший обчислхшальний зас1б, наприклад ПК, який виконуе функцН 5,6 та проводить метрологхчний ана-л1.8 I3BT. ПК мало завантажений i може використовуватись для 1нших роб1т. Проведена оптим1зац1я розжуЦлу функщональних задач м1к рхвнями по методу "в!ток i границь" по критер1ю найменших затрат та синтезовано алгоритми роботи верхнього i нижнього piBHiB. На баз! розвинутого апарату формально! метролог!! запропоновдно методику метролог!чного aHaaiay 13ВТ на eTani системотехн!чного проектування. Р^вняння вимхрювань а врахуванням Boix процедур, що характерн! для температурних вим!рюваяь можна представити як

TN - R3 R2 Ri3 Ri2 RH T , (13)

де T - температура об'екту вим!рювання;

.7N - вим!ряне значения температуря (числовий екв!валент);

Ru - оператор перетворення температури в термо-е.р.с;

Rig - оператор, що peanisye комутування сигнал1в вхд ТЕП;

Ri3 - оператор компенсацИ температури в!льних к1нц1в;

R2 - оператор аналого-цифрового перетворення;

R3 - оператор перетворення в числовш форм!.

м

3 врахуванням впливаючих фактор!в, результат вим1рхщання Т ,

молша представити у вигляд!

n i iv шп i ii i ii i ii i Т - R3 R2 R2 R2 K'Z Rl3 Rl3 R12 Ri2 Rll*Rli т , (34;

де Rii:-E(T); Riii-AEflp; Ri2:-lS Rl2:-Snap; Ria:-AE(TC);

В режим! пов1рки р1вняння буде мати вигляд

м i iv iii ii i ii i ii i ii i AT - R3 R2 R2 R2 Ri3 Rl3 Rl2 Rl2 Rll Rll (TnoMnq ПГЛ

де Тц0 - взгрцева температура; ДТ - похибка вюпрювання. Сумарна похибка, що виникав в результат! не!деадыюст! ланок втарювального каналу температури (похибки Дтеп. Д|ш, Дтвк, Ддоп.Доп ) i методiB корекщ i функц!! вшшву равна

ДТ* - Дх1 * Дтт . (16)

де Дт'-похибка не!деальност1 ланок перетворення; Дтт~ методична похибка, отримана при.!деальн1й реал1зацг1 алго-pHTMiB корекщ i.

PiBHflHHH витрювання a Kopeia;ieio виражаеться формулою

ы iv"1, пГ' ii""1 и-1 и"1 ii""1 i iv in ii i ii i T -Ote) (RaJ (Ra) (Ri3) (R12) (Rn)Ra R2 R2 R2 R2 Ria Ria*

* R12 R12 Rll Rll T (17)

Формальний метролог1чний анал1з дозволив розробити систему iMiTauiwioro моделювання 1ЭВТ - CIMISBT. Для метроло-ri4Ho! атестацП 13ВГ запропоноваш модиф1кац1я класично! методики пов!рки та система нап!внатурного моделювання.

В четвертому розд!д1 описано розроблен1 модульну 1нфор-мшцйно-вимарювальну систему температури дифуэ^йних печей 1 контролер температури печей гартування !нструменту з високо-легованих сталей, в яких похибка не перевищуе 1°С в д1апаао-ni ö00-1300°0 .

В додатках приведен! програми CIMI3BT, инервадыюго

алаову похибга прогнозу дрейфу ТЕП та документи про впро-вадження.

0СН0ВН1 РЕЗУЛЬТАТА РОБОТИ

1.Виэначено необх!дн! та доотатн1 ознаки !нтелектуаль-них ааюоб1в вим1рювання температури 13ВТ 1 сформульовано на-01р IX функщй, на основ1 чого синтезовано !х узагальнену структурну схему.

2. Запропоновано 1 лроаналдзовано способи прогнозу дрейфу та похибки прогнозу дрейфу ХП ТЕП, а такок похибки пов1р-1ш ТЕП за допомогою температурного калхбратора або вз1рцево-го ТЕП.

3.На основЛ анал1зу адаптивних алгоритмов вим1рювання та п1двша,ення точности ТЕП 1 ЕТ, запропоновано базисний алгоритм роботи 13ВТ, що м!стить алгоритми корекц!1 похибок компонент!в ЕТ, похибки ТЕП, алгоритми пов1 рки ТЕП ,(за допомогою температурного кал!братора або вз1рцевого ТЕП), побу-дови ! корекц!! !ндив!дуальних математичних моделей прогнозу дрейфу ! похибки прогнозу дрейфу ТЕП, а такок алгоритми по-будови узагальнених математичних моделей прогнозу дрейфу та похибки прогнозу дрейфу ТЕП для даного об'екту вим!ривання.

4.На баз1 узагальнено! структурно! схеми, !нтелектуаль-них функц!й 13ВТ та розроблеиих алгоритм!в синтезова-но структурко-функц!ональну схему 13ВТ.

5.На основ! анализу синтезовано! схеми 13ВТ та алгорит-. мхв П роботи запропоновано оптимальний розпод!л апаратних 1 програмних компоненйв в межах дворЛвнево"! структури 13ВТ.

6.Розроблен! методика та 1м1тац!йна система для оц!нки метролог1чних характеристик 13ВТ при проектуванш, а також модиф!кац1Я класично! методики пов!рт I система нап!внаг/р-

- 19 -

ного ыоделювання при метролог!чн1й атесгацП I3BT.

7.Розроблен1 децентрализована модувьна виигрювамыт система для технолог1чних процес1в м1кроелектрон!ки та контролер температури гартування 1нструменту з високолеговаяих сталей забезпечують :вим1рювання температур Б00-1300°С з по-хибкою не бхлыпе 1°С.

Основн! положения дисертацП викладен! в:

1.Березский О.Н.Методика оценки метрологических характеристик процессорных средств измерения температуры //Материалы семинара "Современные методы и приборы автоматического контроля регулирования и управления технологическими процессами. M 1992-С.39-46

2. A.c. 11453191 СССР, МКИ G01K 7/02. .Устройство длк измерения температуры/А. А.Саченко,В.В.Кочан,В.Ю.Мильчен-ко.О.Н.Березский; Опубл. 1989, Бш. N3.

3. Летков Я.С., Березский О.Н., Кобернюк В.Ф.Системно-ориентированный коммутатор//Тез.докл. Респ. науч.- техн. конф. "Применение вычислительной техники, математ. методов и моделирования в автоматизации экспериментальных исследований",г.Киев,1987.-С.95-96.

4. Чирка М.И.Дарачка А.Ф.,Березский D.H. Методика метрологических испытаний термоэлектрических преобразователей/Тез. докл. Респ.науч.-техн.конф."Применение вычислительной техники,математических методов и моделирования в 'автоматизации экспериментальных исследований",г.Киев,1987.-С.91.

5. Вавринюк O.A., Березский О.Н., Паздрий И.Р.Модульная информацинно-измерительпая система// Тез. докл. Респ. науч. -техн. конф. "Применение вычислительной техники, матс-нати

ческих методов в научных и экономических исследованиях", г.Киев, 1988.

6. Вавртпок O.A., Береэский О. Н., Кобернюк В.Ф. Модуль сопряжения ЭВМ с информацинно-измерительной системой температуры// Тез. докл.Респ.науч.-техн.конф."Применение вычислительной техники, математ.методов в научных и экономических исследованиях",Киев,1989.

7. Вавринюк O.A..Березский О.Н.,Чирка М.И. Особенности построения устройств сопряжения для информацинно-иамеритель-ных систем температуры//Теэ.докл.Всесоюв.науч.-техн.конф. "Сист.- котроля параметров электронных устройств" М., 1989.

8. Белоусов И.А., Кобернюк В.®,, Вавринюк O.A., Маслыяк Б.Д., Березокий О.Н. Информационно-измерительная система для измерения температуры// Информацион. листок Львовского ме-жотрасл. террит. центра н.-т. информации и пропоганды, N 89-004, Львов, 1989.

9. Кочан В.В..Березский О.Н. Измеритель температуры повышенной точносги//Тег.докл.Респ.науч.-техн.конф. "Системы штроля параметров электронных устройств"Яремче■ Ивано-Фран-ковск.обл,1990.

10.Березский О.И.,Саченко A.A..Кочан В.В. Моделирование систем ' измерения температуры на • этапе их проектирова-тш//Тез. докл. Респ.науч.-техн. конф."Применение вычислительной техники,математ. методов в научных и-экономических исследованиях", г.Киев, 1991.

11. Березский О.Н.,Чирка М.И.,Звягов В.М. Использование системно-ориентированного датчика температуры в измерительно-вычислительных комплекс ах//Те<з, докл. Респ.науч.-техн. ¡сояф. "Применение вычислительной техники, математических методов в научных и.экономических исследованиях",г.Киев,

1991.

12. Березский D.H., Саченко л.А., Кочан В.В. Способы прогнозирования дрейфа характеристик термопреобрааовате-лей//Тез.докл. Респ. конф. "Применение вычислительной техники и математических методов в научных исследованиях", г. Киев, 1991.- С. 77.

13. Березский D.H., Кочан В.В., Кобернюк В.Ф.Повышение достоверности прогноза в системах измерения темпзрату-ры//Тез.докл. школы - семинара "Сист. автом.контроля при попер ке приборов и устройств", г. Ужгород , 1991.

14.Березький ü.M. Засоби вимгрювання температури а еле ментами 1нтелекту//Теви доп.VII мгжнародн.н.-т. копфе-ренцП "Електричн! методи та засоби вдапрювання температу-ри",Льв1в,1992,с.15.

15.Березький О.М., Васильк1в Н.М., Карачка А.Ф., Кочан В.В. .Саченко A.D. 1нтелектуальний контролер для управлШш процесами термообробки // Тез. доп. 1-o'i Укр. конф. з автоматичного керування" АВТОМАТИКА-94 ", м. Кшв, 1994.- 4.2. - С. 467.

АННОТАЦИЯ

Березский О.Н."Средства измерения температуры с елемен-тами искусственного интеллекта". Диссертация на соискание учёной степени кандидата технических наук по специальности 06.11.04 - приборы и методы измерения тепловых величин. Львовский государственный университет "Львивська политехника", Львов, 1995.

Защищается lö трудов (1 авторское свидетельство), которые содержат теоретические исследования и практически при работку использования искусственного интеллекта а средствах

измерения температуры. Показано, что использование адаптивных алгоритмов измерения с самообучением позволяет повысить петрологический уровень этих средств. Приводятся программы «имитационного моделирования средств измерения температуры с элементами искусственного интеллекта. Описаны внедрённые средства измерения температуры.

ANNOTAT ЮМ

Berezsky O.N. "Devices for temperature measuring with elements of artifical intelligence". Dissertation presented for the candidate of the technical' science degree competition. Speciality 05.11.04 -The devices and the techniques for measuring of thermal values". State University of LviV "Lvivska Polytechnika", Lviv,1995.

Suggested for defending 15 scientific works (includind 1 author right),which contain theoretical researches and practical examination of artificial intelligence use in the devices of temperature measuring. It was shown that utilization of adaptiv algorithms of measuring with seIf-education allows to Increase metrological level of these devices. The programs simulation of temperature measuring devices with elements of artificial intelligent are given. Implemented devices of temperature measuring are described.

Ключов! слова: Адаптивний алгоритм, саыонавчання, штуч-шй 1нтелект, температура, термоелектричний перетворювач, 1м1тац1йне моделювання.

Подписано до друку 19.09.9ор.Форкат паперу 60хЬ41/1б.Пап1р бхлиП друкарський.Друкароьких листШ 1/4.3ам.594.Тирак 100.

Терноп1ль,вул.Над СГавомДО/ Обласне управл!ння стататистики.