автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Вторичные преобразователи для измерителей перемещения на основе трансформаторных растровых датчиков

На правах рукописи

ЦЫПИН Владимир Борисович

ВТОРИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ДЛЯ ИЗМЕРИТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ НА ОСНОВЕ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ РАСТРОВЫХ ДАТЧИКОВ

Специальность 05.11.01 - Приборы и методы измерения (электрические и магнитные величины)

Автореф ерат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2008

GG344-5288

003445288

Работа выполнена на кафедре «Информационно-измерительная техника» в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет»

Научный руководитель - доктор технических наук, профессор

Ломтев Евгений Александрович.

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Юрков Николай Кондратьевич; кандидат технических наук, доцент Когельман Лев Григорьевич

Ведущая организация - Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт электронно-механических приборов» (г Пенза)

Защита диссертации состоится 26 июня 2008 г, в 14 часов, на заседании диссертационного совета Д 212 186 02 в государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет» по адресу 440026, г Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией и авторефератом можно ознакомиться в библиотеке государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет»; автореферат размещен на сайте университета www pnzgu ru

Автореферат разослан 26 мая 2008 г

Ученый секретарь диссертационного совета доктор технических наук, профессор

Светлов А. В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Необходимость поддержания высокой надежности и безаварийности ракетно-космической техники, сложных образцов вооружения и военной техники (ВВТ) вынуждает разработчиков увеличивать число контролируемых параметров и, как следствие, применять большое количество разнообразных датчиков физических величин

В Федеральной космической программе России на 2006-2015 гг, утвержденной постановлением Правительства РФ от 22 октября 2005 г, проблемам и задачам развития датчиковой аппаратуры уделено повышенное внимание Межвидовая комплексная целевая программа «Датчики ВВТ» на 2006-2015 гг посвящена созданию рядов унифицированных интеллектуальных датчиков, преобразователей физических величин и компонентов датчиков

Важное место в общей номенклатуре первичных преобразователей занимают датчики перемещений Используемые в настоящее время для измерения перемещений датчики имеют ряд недостатков сельсины сложны в изготовлении, не удовлетворяют возросшим требованиям по точности и массогабаритным показателям, потенцио-метрические датчики имеют ограниченный ресурс и низкую виброустойчивость; диапазон измерения бесконтактных трансформаторных и токовихревых датчиков линейных перемещений зависит от их массогабаритных показателей Кроме того, практически все типы датчиков имеют ограниченный диапазон рабочих температур и достаточно высокую температурную погрешность

От этих недостатков свободны трансформаторные растровые датчики перемещения (ТРДП). Они не имеют дополнительной погрешности при температурах окружающей среды от - 60 °С до + 200 °С, обладают высокой стабильностью, характеризуются точностью измерений, надежностью и малыми габаритными размерами, не зависящими от диапазона измерения

Впервые применение принципа растра в трансформаторных датчиках предложено в 80-х гг прошлого века в Куйбышевском авиационном институте (ныне Самарский государственный аэрокосмический университет) Н Е. Конюховым и его сотрудниками Там же разработана теория проектирования этих датчиков ТРДП линейных и угловых перемещений освоены промышленностью и выпускаются для

ракетно-космической техники и ВВТ Федеральным государственным унитарным предприятием «НИИ физических измерений» (г. Пенза) Принципы построения вторичных преобразователей для ТРДП, заложенные в 80-х гг. XX в., остаются практически неизменными. Вместе с тем развитие микроэлекгронной базы и в особенности цифровых процессоров позволяет добиться существенного улучшения технических характеристик измерителей перемещения на основе ТРДП

Целью работы является совершенствование измерителей перемещения на основе трансформаторных растровых датчиков за счет использования современных информационных технологий во вторичных преобразователях

Для достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи

- анализ особенностей обработки сигналов трансформаторных растровых датчиков и выявление факторов, влияющих на технические характеристики измерителей перемещения;

- выбор и обоснование требований к узлам вторичных преобразователей;

- разработка алгоритма обработки сигналов датчика, позволяющего повысить метрологическую надежность измерителей перемещения,

- разработка способов обработки сигналов датчика и реализующих их структур вторичных преобразователей, обеспечивающих повышение точности измерения перемещений

Методы исследований базируются на положениях теории электрических цепей и сигналов, теории измерений, имитационном моделировании в среде МА ТЬАВ-БШиЬШК и экспериментальных исследованиях

Научная новизна.

1 В результате анализа особенностей обработки сигналов трансформаторных растровых датчиков выявлены факторы, влияющие на технические характеристики измерителей перемещения.

2 Разработана имитационная модель трансформаторного растрового измерителя перемещения, и исследовано влияние параметров и частичных отказов его узлов на погрешность измерения Обоснованы

требования к техническим характеристикам узлов вторичного преобразователя

3 Предложен и реализован алгоритм обработки сигналов датчика, основанный на использовании кодов номеров участков квантования для формирования результата измерения, обеспечивающий повышение метрологической надежности измерителей перемещения

4 Предложены и исследованы способы обработки сигналов датчика и реализующие их структуры вторичных преобразователей, позволяющие уменьшить погрешности измерения как путем численной обработки отсчетов сигналов, так и с помощью дополнительно сформированной электронной сетки растра.

Практическая значимость Основные теоретические положения диссертации использованы при разработке вторичных преобразователей для трансформаторных растровых датчиков линейных и угловых перемещений Повышена метрологическая надежность измерителей перемещения В результате при частичных отказах в цепях сигналов обмоток считывания погрешность измерения не превосходит двух единиц младшего разряда Показаны и реализованы возможности дополнительного получения информации о скорости изменения перемещений и автоматической подстройки вторичного преобразователя при смене датчика Разработаны структурные схемы вторичных преобразователей, обеспечивающие повышение точности измерений

На защиту выносятся:

1 Имитационная модель измерителя перемещений на основе трансформаторного растрового датчика и результаты исследования влияния параметров и частичных отказов его узлов на погрешности измерений

2 Адаптивный к отказам алгоритм обработки сигналов датчика, обеспечивающий повышение метрологической надежности измерителей перемещений

3 Способы снижения погрешности измерения, основанные как на формировании во вторичном преобразователе дополнительной электронной сетки растра, так и на численной обработке отсчетов выходных сигналов датчика, и реализующие их структуры вторичных преобразователей

4 Результаты разработки и внедрения вторичных преобразователей для трансформаторных растровых датчиков перемещения

Реализация результатов работы. Результаты работы использованы при выполнении в рамках Федеральной космической программы России на 2006-2015 гг ОКР «Возрождение ПГУ» на тему «Разработка унифицированного многофункционального микропроцессорного преобразователя для растровых трансформаторных датчиков линейных и угловых перемещений» Лабораторный макет вторичного преобразователя применен на Федеральном государственном унитарном предприятии «НИИ физических измерений» для испытаний экспериментальных образцов нового поколения трансформаторных растровых датчиков линейных перемещений, разработанных в рамках комплексной целевой программы на 2006-2015 гг «Датчик ВВТ».

Макетные образцы вторичных преобразователей Б014 и Б014-01 использованы на Федеральном государственном унитарном предприятии «НИИ физических измерений» при доводочных испытаниях макетных образцов трансформаторных растровых датчиков угловых перемещений нового поколения, разработанных в рамках Федеральной космической программы России

Теоретические результаты работы и имитационная модель измерителя перемещения внедрены в учебный процесс преподавания дисциплин «Датчиковая аппаратура» и «Интеллектуальные средства измерения» на кафедре «Информационно-измерительная техника» в Пензенском государственном университете, а также использованы студентами при выполнении курсовых и дипломных проектов

Апробация работы Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (Пенза, 2007), IV Международной научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение измерительных систем» (Пенза, 2007), XII Международной научно-методической конференции «Университетское образование», Международном симпозиуме «Надежность и качество», а также на ежегодных научно-технических конференциях Пензенского государственного университета

Публикации По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 работы в журналах, рекомендованных ВАК, 1 патент Российской Федерации

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений Общий объем диссертации составляет 174 листа, включая приложения на 63 листах Список литературы состоит из 54 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулированы основные цели и задачи исследования, раскрыта научная и практическая ценность, приведены результаты реализации и апробации работы, а также основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены особенности конструкции ТРДП и способ обработки их выходных сигналов Систематизированы факторы, влияющие на основные метрологические и технические характеристики измерителей перемещений На основе экспериментальных исследований оценены диапазоны изменения параметров выходных сигналов датчиков Намечены основные пути улучшения технических характеристик измерителей перемещений на базе ТРДП

Работа ТРДП основана на изменении магнитного потока между элементами подвижной магнитной системы трансформатора — зубчатыми статором и ротором - при их взаимном перемещении Оси зубцов статора и ротора расположены под определенным углом друг к другу В пазах зубцов статора размещены обмотка возбуждения и несколько обмоток считывания Базовая конструкция датчика предназначена для измерения угловых перемещений В датчике линейных перемещений движение воспринимающего штока вдоль оси датчика вызывает поворот ротора, т е линейное перемещение механически преобразуется в угловое.

При вращении ротора относительно статора изменяются площадь взаимного перекрытия их зубцов и ЭДС, наводимые в обмотках считывания и, (1 = 1, 2, , п - порядковый номер обмотки считывания) Закон изменения амплитуд сигналов на обмотках считывания в зависимости от перемещения х - синусоидальный, т е. появляется

амплитудная модуляция наводимых ЭДС (рисунок 1,а). Период изменения амплитуд сигналов соответствует одному шагу зубцового сопряжения, причем фазы огибающих сигналов на соседних обмотках считывания сдвинуты на угол 2я/и (рисунок 1,6).

Рисунок 1 - Временные диаграммы: а - форма напряжения на обмотках считывания; б - огибающие напряжений на обмотках считывания

Шаг квантования по углу Лхк зависит от числа зубцов статора и ротора 2 и количества обмоток считывания п: Дх:к =я / т. При использовании четырех обмоток считывания (рассматривается именно этот вариант) период растра разбивается на восемь участков квантования К] - К8. Участки отличаются друг от друга соотношением значений амплитуд сигналов на обмотках считывания. Например, на участке К3 (на рисунке 1,6 заштрихован) щ> гь > щ> щ.

Во вторичном преобразователе используется амплитудно-логический метод обработки сигналов датчика. Для измерения перемещения осуществляется «опознание» участков К: - К8 внутри периода изменения амплитуд выходных сигналов. При переходе на соседний участок выходной код вторичного преобразователя изменяется на единицу.

ТРДП предназначены для работы в жестких, условиях эксплуатации Вибрация, удары, кратковременный перегрев или нарушение герметичности могут приводить к появлению частичных отказов. Важно своевременно обнаружить появление отказа и сохранить способность проводить измерения с заданной точностью Такая возможность открывается при использовании современных информационных технологий во вторичных преобразователях

Основным фактором, влияющим на погрешность измерения перемещения с помощью ТРДП, является количество зубцов магнитной системы В последнем поколении датчиков за счет применения современного металлообрабатывающего оборудования удалось довести число зубцов до 72 при сохранении габаритов. Общее число участков квантования составило 576, погрешность измерения угловых перемещений - 37' ЗО'7, а линейных перемещений на длине 90 мм - 0,15 мм При этом размеры элементов магнитной системы составляют доли миллиметра, а радиальный зазор между зубцами статора и ротора -0,005 мм Отсюда понятно, что резервы снижения погрешности измерений путем совершенствования металлообработки практически исчерпаны. Улучшение характеристик измерителей перемещения на базе ТРДП возможно за счет использования современных информационных технологий для построения вторичного преобразователя

Вторая глава посвящена выбору и обоснованию требований к вторичным преобразователям для трансформаторных растровых измерителей перемещения Анализ влияния всех факторов, особенно при их совместном действии, является достаточно сложным Поэтому исследование проведено на имитационной модели, созданной в среде БМиЬШК

Имитационная модель (рисунок 2) содержит подсистемы «датчик», «коммутация», «логика», а также узлы сравнения, цифровой индикатор результата измерения, осциллографический индикатор, имитаторы отказов и аддитивного белого шума.

Неидеальность изготовления и сборки деталей датчика приводит к изменению

- уровня напряжения несущей частоты в обмотках считывания,

- глубины модуляции,

- сдвига фаз модулирующего сигнала, пропорционального перемещению

Подсистема «датчик», выполненная как четырехканальный модулятор с независимой регулировкой каналов, позволяет имитировать все эти эффекты.

Управляемая подсистема «коммутация» осуществляет подачу сигналов с обмоток считывания датчика на входы узлов сравнения в моменты максимумов напряжения несущей частоты и сохранение этого значения максимума до следующего момента сравнения Изменение уровня срабатывания узла «синхронизация» позволяет имитировать сдвиг фаз сигналов в линии связи датчика с вторичным преобразователем

СЫ4

синхронизация

в"

ШЦу*

ЯЛ1

и2

5А2

БАЗ

ЖЬ[>

и4

БА4 ШУМ инитатор отказов

ЛОи11

1п1 Он (2

ОиО

1п?

СК.14

Ош5

[пЗ

СМ6

Ои17

1п4

ОиИ

О

С1к

£

Цр Ст

□

счетчики и индикаторы

узлы сраненкя

Рисунок 2 - Имитационная модель измерителя перемещений

Имитатор отказов позволяет оценить влияние обрывов в цепи одной из обмоток считывания на работу измерителя Источники шума служат для моделирования зоны нечувствительности узлов сравнения

Подсистема «логика» производит опознание участков квантования и формирует импульсы в момент изменения выходного позиционного кода узлов сравнения, соответствующего переходу на соседний участок квантования Число импульсов подсчитывается счетчиком, преобразуется в уровень напряжения и отображается на табло Осциллограф показывает отклонение выходного напряжения от линейно изменяющегося сигнала, пропорционального перемещению Проведено моделирование влияния изменения глубины модуляции напряжений на обмотках считывания, изменения уровня несущих колебаний, изменения начальных фаз модулирующих сигналов, сдвига фаз сигналов, скорости изменения перемещения и частичных отказов Результаты моделирования позволили оценить диапазон изменения

значений факторов, влияющих на результаты измерения, при котором сохраняются основные метрологические характеристики

Частота /0 несущего колебания должна не менее чем в восемь раз превосходить частоту F модулирующих колебаний для того, чтобы на каждом участке квантования могло производиться хотя бы одно сравнение выходных сигналов ТРДП В случае нарушения данного условия номер N шага растра, на котором появляется погрешность измерения, превосходящая шаг квантования, можно определить как

Ni =

где функция Int обозначает целую часть числа в скобках

По мере увеличения перемещения происходит накопление погрешности Значение погрешности Ах, накопленной за N единиц перемещения, можно рассчитать по формуле

/о

Предложены два способа, позволяющие предотвратить накопление погрешности по мере возрастания угла поворота ротора датчика со скоростью /ß >2000 об /мин

Первый способ основан на вычислении скорости перемещения и введении коррекции показаний на N\ шаге перемещения Второй способ связан с использованием для расчета перемещения кода номера шага растра вместо используемого ранее подсчета числа шагов

Анализ результатов имитации частичных отказов показал, что при традиционной обработке сигналов ТРДП неисправности в цепях обмоток считывания неравноценны Отказ в цепи первой обмотки приводит к невозможности использования измерителя по назначению. В остальных случаях в пределах одного периода растра погрешность может достигать 7Дхк По мере увеличения перемещения происходит накопление погрешности

Исследования, проведенные с использованием модели, позволили четко проследить механизм появления погрешности Сделанные в результате моделирования выводы подтверждены в процессе лабораторных испытаний измерителей перемещения

В третьей главе предложены и рассмотрены способы повышения метрологической надежности и точности измерителей перемещения.

Проведен анализ влияния частичных отказов на работу измерителя при введении дополнительных избыточных операций сравнения, обеспечивающих попарное сопоставление всех выходных сигналов ТРДП Исследования на имитационной модели показали, что в этом случае во всех вариантах отказов погрешность измерения не превосходит 5Дхк в пределах одного периода растра и накапливается по мере увеличения перемещения

При неисправностях одного рода — «обрыв» или «недопустимое возрастание уровня сигналов» - выходные позиционные коды узлов сравнения не повторяются Отсюда следует, что если установить характер неисправности путем самодиагностирования измерителя, то правильное определение номера участка квантования возможно при обнаружении одного из позиционных кодов, характерных для соответствующего отказа Таким образом, удается использовать «неправильные коды» При этом погрешность измерения не превышает 2Дхк в пределах одного периода растра.

Накопления погрешности можно избежать, если перейти от подсчета изменений номера участков квантования к использованию адаптивного алгоритма, учитывающего код номера участка для формирования результата измерения в пределах одного периода растрового сопряжения Например, при обрыве цепи второй обмотки считывания попарно неразличимы коды участков квантования К2 и К3, Кб и К7 Вследствие этого на участках Кз и К? погрешность достигнет значения двух единиц младшего разряда После перехода на участки К4 и К« будут введены коды соответственно четырех и восьми единиц и погрешность уменьшится до нормального значения в пределах одного шага квантования (рисунок 3)

При переходе с участка К8 на участок К1 и наоборот (в зависимости от направления перемещения в сторону возрастания или в сторону убывания) значение последнего кода должно сохраняться, и далее на следующем периоде растрового сопряжения новые коды номера участков квантования суммируются с сохраненным значением (вычитаются из него) Пропуск участка не приводит к накоплению погрешности Результат корректируется введением кода номера нового участка квантования.

: —:——I——-———————————

О 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

х, шаг квантования

Рисунок 3 - Изменение погрешности на двадцати участках квантования в случае обрыва цепи напряжения и2 1 - при традиционной обработке сигналов, 2 - при использовании адаптивного к частичным отказам алгоритма

Например, в случае неисправности в цепи напряжения щ или щ значение последнего кода сохраняется, когда при увеличении перемещения происходит переход с участка К] на участок К2 , а при уменьшении перемещения - при переходе с участка К8 на участок К7 Предложены два варианта принципа построения вторичного преобразователя, обеспечивающие снижение погрешности измерения

В первом варианте для получения дополнительных отсчетов перемещения внутри участков квантования используется аналоговое суммирование сигналов двух соседних обмоток считывания, например И] и щ. У результирующего сигнала значение начальной фазы огибающей находится в интервале между значениями начальных фаз огибающих выходных напряжений ТРДП Считая, что амплитуды и коэффициенты модуляции складываемых сигналов равны соответственно и0ик,ъ результате суммирования сигналов получим

"12 ~ и\ +и2 =2 [/0[1 + ^созО,25яз1п(ш: + ф0 + 0,25л)]81п(2туо ,

где а - постоянный масштабный коэффициент, зависящий от конструктивного исполнения датчика, фо - начальная фаза модулирующих колебаний, учитывающая взаимное расположение зубцов ротора и статора в момент включения,/0 - частота несущего колебания

Для правильной работы узлов сравнения требуется, чтобы амплитуда и коэффициент модуляции вновь сформированного напряжения щг были бы равны соответствующим параметрам напряжений на обмотках считывания Однако в результате суммирования они измени-

лись по-разному амплитуда возросла в два раза, а коэффициент модуляции уменьшился в 1/соз0,25я = 1,41 раза Обычным регулированием коэффициента передачи сумматора добиться условия правильной работы узлов сравнения не удается

Решение проблемы возможно, если коэффициент передачи сумматора выбран равным 0,707. Тогда размах огибающей напряжения М12 будет тем же, что у напряжений на обмотках ТРДП Учитывая, что узлы сравнения работают только при одной полярности напряжений, необходимые условия для сравнения напряжений можно обеспечить простым смещением напряжения ип на величину 0,414 Тогда максимумы и минимумы в выбранной полярности у всех сигналов будут равны

Проведенный анализ позволяет сделать вывод, что рассмотренный метод повышения точности измерителей перемещений на основе ТРДП рационально использовать для повышения точности только в два раза

Во втором варианте для получения дополнительных младших разрядов результата предложено преобразовывать в код мгновенные значения огибающих напряжений на обмотках считывания С/, После этого рассчитываются амплитуда несущего колебания, амплитуда его огибающей [7М( и текущие значения фазы огибающей По фазе огибающей определяется перемещение

1

х- — г

агсвш

иМ1 )_

Разряды результата расчета перемещения х, отображающие перемещение меньше одного шага растра, формируют младшие разряды результата измерения.

В работе оценены возможности и ограничения способа повышения точности измерения Прежде всего, ограничения связаны со скоростью изменения перемещения, определяющей частоту вращения ротора ТРДП Измерения амплитуды несущих колебаний могут проводиться только дискретно в моменты максимумов сигналов Шаг дискретизации равен периоду тока питания обмотки возбуждения Для повышения точности измерения в два раза необходимо, чтобы протяженность во времени каждого участка квантования составляла не менее двух периодов тока питания обмотки возбуж-

дения, для повышения точности в три раза - не менее трех и т. д В общем случае минимально достижимая погрешность измерения Дхтш может быть рассчитана как

Лх

Ах,

Ш1П

ы

60/р 2т/в

При малых скоростях изменения перемещения возможности метода ограничиваются случайной составляющей АII погрешности АЦП:

А и с-27"Т

гиу^ соз(ах)

Зависимость погрешности измерения младших разрядов перемещения от момента времени, в который производится измерение, имеет параболический характер (рисунок 4) Минимум погрешности соответствует измерению напряжения в моменты времени, когда огибающая сигналов находится в фазах ./л (/ = О, 1,2, )и скорость изменения амплитуды сигналов максимальна. По мере приближения к точкам (/ + 1) л/2 погрешность измерения резко возрастает.

60 75 фР, град

Рисунок 4 - Зависимость погрешности измерения от фазы огибающей напряжения на обмотке считывания для г=12,11м ~ 0,05 В, предел АЦП 5 В 1 - для десятиразрядного АЦП, 2 - для двенадцатиразрядного АЦП, 3 - для двенадцатиразрядного АЦП с предварительным пятикратным усилением сигнала

Отсюда следует вывод о том, что нельзя ограничиться для определения младших разрядов результата измерением амплитуд напряжений только на одной обмотке считывания В случае применения ТРДП с четырьмя обмотками считывания период огибающей сигналов делится на восемь участков квантования в точках (/+1) л /А Для измерения амплитуды следует на каждом участке квантования выбирать одно из напряжений щ, и2, щ или щ, фаза огибающей которого находится в диапазоне 0 л/4, Зл/4 ,5л/4 или 7л/4 2л При этом погрешность измерения может быть снижена до 2,5'. Для достижения такой точности максимальная скорость вращения ротора ТРДП относительно статора не должна превышать 130 об / мин.

В четвертой главе рассмотрены результаты внедрения вторичных преобразователей Приведены фотографии, функциональные схемы, алгоритмы работы микропроцессоров и результаты испытаний лабораторного макета и макетных образцов ВП, внедренных на Федеральном государственном унитарном предприятии «НИИ физических измерений» Предложена функциональная схема вторичного преобразователя для универсального ТРДП, позволяющего одновременно измерять линейное и угловое перемещения

Макетные образцы вторичного преобразователя выполнены на базе микроконтроллера /YC18F2523 фирмы Microchip, оснащенного двенадцатиразрядным АЦП с входным коммутатором (рисунок 5)

Синусоидальное напряжение питания датчика с частотой 10 кГц формируется генератором синусоидального сигнала (ГСС) Подстройка частоты и амплитуды колебаний осуществляется по синхросигналам, вырабатываемым микропроцессором два раза за период Благодаря этому обеспечивается высокая стабильность частоты и амплитуды генерируемого сигнала во всем диапазоне условий эксплуатации вторичного преобразователя Преобразователь «напряжение - ток» (ПНТ) обеспечивает питание обмотки возбуждения ТРДП током до 10 мА

Сигналы с четырех обмоток считывания ТРДП через канальные усилители поступают на входы шести узлов сравнения УС! - УСб и коммутатор микропроцессора Коэффициенты усиления и смещение нуля усилителей регулируются цифровыми управляемыми сопротивлениями ЦУС] и ЦУС2 по сигналу микропроцессора

АЦП поочередно измеряет напряжения в каналах в моменты максимумов напряжения частоты 10 кГц В микропроцессоре рассчитываются глубина модуляции, максимальный уровень сигналов в каналах и производится их сравнение По результатам сравнения вырабатываются управляющие воздействия на цифровые сопротивления так, чтобы выровнять глубину модуляции и максимальный уровень сигналов Одновременно при регулировании осуществляется самодиагностика измерителя если не удается обеспечить равенство глубин модуляции и максимальных значений сигналов, то измерение прекращается и выдается сигнал неисправности с указанием номера канала и вида неисправности Аналогично обеспечивается автоматическая подстройка вторичного преобразователя под датчик, исключающая необходимость индивидуальной настройки ТРДП

В макетных образцах вторичного преобразователя реализованы способы повышения метрологической надежности. Шесть узлов сравнения позволяют провести взаимное сопоставление амплитуд выходных сигналов ТРДП Программа работы микроконтроллера (МК) построена на основе адаптивного алгоритма. Осуществляется самодиагностика измерителя перемещения с определением места и вида частичного отказа Используется изменение правил преобразования выходного позиционного кода узлов сравнения в зависимости от места и вида частичного отказа За счет этого при всех видах одиночных частич-

ных отказов погрешность измерения перемещения не превосходит двух единиц младшего разряда выходного кода.

Вторичные преобразователи универсальны Они могут использоваться со всеми исполнениями ТРДП Метрологические характеристики ВП полностью определяются характеристиками используемых ТРДП Для серийно выпускаемых ТРДП с 36 зубцами на статоре и роторе приведенная погрешность измерения не превышает ± 0,4 %, а для нового поколения датчиков с 72 зубцами - не превышает ± 0,2 %

В приложении приведены программы, методики, протоколы испытаний измерителей перемещений и акты внедрения результатов работы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 Проведен анализ основных конструкций трансформаторных растровых датчиков перемещений и способов обработки их сигналов Показано, что повышение точности и метрологической надежности измерителей перемещений на основе трансформаторных растровых датчиков при заданных массогабаритных характеристиках ограничено технологическими возможностями механической обработки и достигается за счет использования современных информационных технологий во вторичных преобразователях

2 Разработана имитационная модель измерителя перемещений на основе трансформаторного растрового датчика Выявлены и систематизированы факторы, влияющие на технические характеристики измерителей перемещений С помощью модели оценены погрешности измерения, вызванные последствием неточности изготовления и сборки датчика, его частичными отказами в процессе эксплуатации и параметрами узлов вторичного преобразователя Результаты исследования позволили сформулировать рациональные требования к элементам вторичного преобразователя

3 Предложен и реализован адаптивный к видам отказов алгоритм, использующий дополнительные избыточные операции сравнения выходных сигналов датчика и код номера участка квантования для расчета перемещения. Его применение позволило повысить метрологическую надежность измерителей перемещений и получить погрешность измерения, не превосходящую двух единиц младшего разряда при частичных отказах в цепи одной из обмоток считывания датчика

4 Предложены и исследованы два способа повышения точности измерения перемещения с помощью трансформаторных растровых датчиков и реализующие их структуры вторичных преобразователей. Первый способ основан на формировании во вторичном преобразователе напряжений, с помощью которых участки квантования разбиваются на более мелкие Во втором способе для получения дополнительных младших разрядов результата измерения мгновенных значений амплитуд сигналов производится расчет текущих значений пропорциональных перемещению фаз огибающих напряжений на обмотках считывания Оценены возможности и ограничения способов Даны рекомендации для построения вторичных преобразователей повышенной точности на базе современных микроконтроллеров, оснащенных АЦП

5 Разработаны и внедрены универсальные вторичные преобразователи, обеспечивающие возможность работы со всеми исполнениями трансформаторных растровых датчиков перемещения В процессе работы преобразователи осуществляют постоянную диагностику всего измерителя, позволяющую определить вид и место появления отказа Результаты испытаний и внедрения вторичных преобразователей подтвердили теоретические выводы работы.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК

1 Цыпин, В Б Повышение точности трансформаторных растровых измерителей перемещений / В Б Цыпин // Известия высших учебных заведений Поволжский регион Технические науки - Пенза ИИЦПензГУ, 2008 -№1-С 56-67

2 Цыпин, В Б Многофункциональный датчик перемещений с цифровым выходом / А А Трофимов, А А. Мельников, В Б Цыпин // Датчики и системы - М , 2008. - № 6 - С. 37-40

Публикации в других изданиях

3 Цыпин, В Б. Вторичный преобразователь для трансформаторных растровых датчиков перемещений / В. Б. Цыпин // Мир измерений -М,2008 - №4 -С 38-40

4 Цыпин, В Б Микропроцессорный вторичный преобразователь для растровых трансформаторных датчиков перемещения / В Б Цыпин, А. А Мельников, Б. В. Цыпин // Проблемы автоматизации и управления в технических системах • тр Междунар науч -техн конф -Пенза ИИЦПензГУ,2007 -С 125-128.

5 Цыпин, В Б Оценка характеристик растровых трансформаторных измерителей перемещений с помощью SIMULINK-модепи / В Б Цыпин // Метрологическое обеспечение измерительных систем сб. докл IV Междунар науч-практ конф. - Пенза : ФГУ «Пензенский ЦСМ», 2007. - С 217-220.

6 Цыпин, В. Б. Имитационная модель для изучения работы растровых трансформаторных измерителей перемещений / В Б Цыпин // Сборник статей XII Международной научно-методической конференции «Университетское образование» - Пенза АНОО ПДЗ, 2008~

С 53-55

7 Цыпин, В. Б Повышение точности измерения перемещений с помощью трансформаторного растрового датчика / Е А Ломтев, В Б Цыпин // Информационно-измерительная техника : тр университета Межвуз сб науч тр - Пенза . Изд-во Пенз гос ун-та, 2008 -Вып 33 -С 96-101.

8 Цыпин, В Б Имитационная модель трансформаторного растрового измерителя перемещений / В Б Цыпин // Информационно-измерительная техника : тр университета Межвуз сб науч тр -Пенза Изд-во Пенз. гос. ун-та, 2008. - Вып. 32. - С. 170-177

9 Цыпин, В Б. Инструментальные погрешности растровых трансформаторных датчиков перемещений / А А Трофимов, Д А Ска-морин, В Б Цыпин // Информационно-измерительная техника тр университета Межвуз сб. науч тр - Пенза : Изд-во Пенз гос ун-та, 2008 - Вып 32 - С 144-152.

10 Цыпин, В. Б Применение информационных технологий для повышения метрологической надежности измерителей перемещений/ В Б Цыпин // Труды Международного симпозиума «Надежность и качество» В2-хт - Пенза ИИЦ ПензГУ, 2008 -Т 1,-С 493-495

11 Пат 69292 Российская Федерация, МПК G08C 19/00 Цифровой измеритель перемещения / Е А Ломтев, В Б Цыпин -№ 2007136354/22, заявл 01 10 2007, опубл 10.12 2007, Бюл № 34.

Цыпин Владимир Борисович

Вторичные преобразователи для измерителей перемещения на основе трансформаторных растровых датчиков

Специальность 05 11 01 - Приборы и методы измерения (электрические и магнитные величины)

Редактор Е П Мухина Технический редактор Н А Вьялкова

Корректор С Н Сухова Компьютерная верстка М Б Жучкоеой

ИД №>06494 от 26 12 01 Сдано в производство 23 05 2008 Формат 60x84^/16 Бумага писчая Печать офсетная Уел печ л 1,16 Заказ №329 Тираж 100

Издательство Пензенского государственного университета 440026, Пенза, Красная, 40

ВВЕДЕНИЕ

1 Анализ особенностей обработки сигналов в трансформаторных 11 растровых измерителях перемещения

1.1 Принцип действия и особенности конструкции датчиков

1.2 Особенности обработки выходных сигналов датчиков

1.3 Анализ факторов, влияющих на работу измерителей перемещения

Уровень качества современных информационно-измерительных и управляющих систем в значительной степени определяется используемыми в них датчиками [18]. Не случайно мировой рынок всех сенсорных устройств (датчиков) оценивается в 15-30 миллиардов евро / год. Текущий рост продаж датчиков составляет 14% в год [53]. Особенно актуально расширение применения датчиков и построенных на их основе систем контроля, измерений, диагностики и управления в таких наукоемких областях техники, как атомная энергетика, авиация, ракетно-космическая техника, вооружение и военная техника (ВВТ).

Необходимость поддержания высокой надежности и безаварийности сложных образцов ВВТ вынуждает разработчиков увеличивать число контролируемых параметров и, как следствие, применять большое количество разнообразных датчиков физических величин. Роль датчиков является определяющей в любой измерительной системе, от их характеристик все в большей мере зависят работоспособность, надежность и боевая эффективность различных видов оружия и современной техники. Межвидовая комплексная целевая программа «Датчики ВВТ» на 2006-2015 гг. является базовой для межведомственного применения рядов унифицированных интеллектуальных датчиков, преобразователей физических величин и компонентов датчиков [29].

Современная и перспективная ракетно-космическая техника требует качественно иной цифровой, интеллектуальной датчиковой аппаратуры, строящейся на новых физических принципах измерений, новых конструкционных, функциональных материалах с использованием критических приборостроительных технологий, новых электронных аналоговых и цифровых компонентов. В Федеральной космической программе России на 2006-2015 гг. проблемам и задачам датчикостроения уделено повышенное внимание [21].

Актуальной задачей при отработке новых типов изделий ракетно-космической и военной техники, создании систем автоматики и контроля технологических процессов в металлургии, химической промышленности и других областях народного хозяйства является измерение линейных и угловых перемещений. Важное место в общей номенклатуре первичных преобразователей перемещений занимают электромагнитные, а именно взаимоиндуктивные (трансформаторные) датчики перемещений [13]. Они отличаются такими достоинствами, как высокая надёжность в жёстких условиях эксплуатации, относительно малый вес, широкий диапазон измеряемых перемещений, линейность функции преобразования, отсутствие гальванической связи между цепями питания и измерительными цепями, достаточно высокая точность измерений, простота в изготовлении и эксплуатации [28].

В настоящее время в ракетно-космической и, особенно, в авиационной технике для измерения перемещений широко используются трансформаторные датчики различных конструктивных [30, 25] исполнений, что снижает их серийноспособность, повышает цену, требует различных вторичных преобразователей (ВП). Используемые датчики имеют ряд недостатков, например, сельсины сложны в изготовлении, не удовлетворяют возросшим требованиям по точности и массогабаритным показателям; потенциометрические датчики, вследствие наличия скользящего электрического контакта, имеют ограниченный ресурс и низкую виброустойчивость; диапазон измерения бесконтактных трансформаторных и токовихревых датчиков линейных перемещений зависит от их массогабаритных показателей. Кроме того, все вышеперечисленные датчики имеют ограниченный диапазон рабочих температур и достаточно высокую температурную погрешность 0,01% на 1°С [33].

Совершенствования характеристик трансформаторных датчиков перемещений удалось добиться при использовании в их конструкции растровых комбинационных сопряжений [1]. Трансформаторные растровые датчики, перемещения (ТРДП) работоспособны при температурах окружающей среды от - 60 °С до + 200 °С, обладают высокой стабильностью, точностью измерений, надежностью и малыми габаритными размерами, не зависящими от диапазона измерения [34].

Разработкой и выпуском датчиков занимаются такие известные зарубежные фирмы, как «Philips», «National Semiconductor», «Texas Instruments», «Klixon», «Honeywell»; отечественные фирмы «НИИ физических измерений», «Метран», «Элемер», «Рэлсиб» и ряд других. Большой вклад в развитие теории и практики построения датчиков физических величин, вторичных преобразователей и методов обработки электрических сигналов в них внесли работы коллективов отечественных ученых, возглавлявшихся Д. И. Агейкиным, B.C. Гутниковым, Н.Е. Конюховым, K.J1. Кулаковским, Е.А. Ломтевым, А.И. Мартышиным, Е.А. Мокровым, Е.П. Осадчим, A.B. Фремке, Э.К. Шаховым, В.М. Шляндиным и их учениками.

Впервые применение принципа растра в трансформаторных датчиках предложено в 80х годах прошлого века в Самарском аэрокосмическом университете (в то время Куйбышевский авиационный институт) Николаем Евгеньевичем Конюховым и его сотрудниками [1, 2]. Там же разработана теория проектирования ТРДП [15, 16, 32]. Трансформаторные растровые датчики- линейных и угловых перемещений освоены промышленностью и выпускаются для нужд ракетно-космической техники и ВВТ Федеральным государственным предприятием «НИИ физических измерений» [14].

Однако принципы построения вторичных преобразователей для ТРДП, заложенные в 80х годах прошлого века [15] остаются практически неизменными. Вместе с тем развитее микроэлектронной базы и в особенности цифровых сигнальных процессоров [47, 54, 49] позволяет добиться существенного улучшения технических характеристик измерителей перемещения.

Целью работы является совершенствование измерителей перемещения на основе трансформаторных растровых датчиков за счет использования современных информационных технологий во вторичных преобразователях.

Для достижения поставленной цели решаются следующие основные задачи: анализ особенностей обработки сигналов трансформаторных растровых датчиков и выявление факторов, влияющих на технические характеристики измерителей перемещения; выбор и обоснование требований к узлам вторичных преобразователей; разработка алгоритма обработки сигналов датчика, позволяющего повысить метрологическую надежность измерителей перемещения; разработка способов обработки сигналов датчика и реализующих их структур вторичных преобразователей, обеспечивающих повышение точности измерения перемещений.

Методы исследований базируются на положениях теории электрических цепей и сигналов, теории измерений, имитационном моделировании в среде МАТЬАВ-81МиЫИК и экспериментальных исследованиях.

Научная новизна.

1 В результате анализа особенностей обработки сигналов трансформаторных растровых датчиков выявлены факторы, влияющие на технические характеристики измерителей перемещения.

2 Разработана имитационная модель трансформаторного растрового измерителя перемещения, и исследовано влияние параметров и частичных отказов его узлов на погрешность измерения. Обоснованы требования к техническим характеристикам узлов вторичного преобразователя.

3 Предложен и реализован алгоритм обработки сигналов датчика, основанный на использовании кодов номеров участков квантования для формирования результата измерения, обеспечивающий повышение метрологической надежности измерителей перемещения.

4 Предложены и исследованы способы обработки сигналов датчика и реализующие их структуры вторичных преобразователей, позволяющие уменьшить погрешности измерения как путем численной обработки отсчетов сигналов, так и с помощью дополнительно сформированной электронной сетки растра.

Практическая значимость.

Основные теоретические положения диссертации использованы при разработке вторичных преобразователей для трансформаторных растровых датчиков линейных и угловых перемещений. Повышена метрологическая надежность измерителей перемещения. В результате при частичных отказах в цепях сигналов обмоток считывания погрешность измерения не превосходит двух единиц младшего разряда. Показаны и реализованы возможности дополнительного получения информации о скорости изменения перемещений и автоматической подстройки вторичного преобразователя при смене датчика. Разработаны структурные схемы вторичных г преобразователей, обеспечивающие повышение точности измерений.

На защиту выносятся:

1 Имитационная модель измерителя перемещений на основе трансформаторного растрового датчика и результаты исследования влияния параметров и частичных отказов его узлов на погрешности измерений.

2 Адаптивный к отказам алгоритм обработки сигналов датчика, обеспечивающий повышение метрологической надежности измерителей перемещений.

3 Способы снижения погрешности измерения, основанные как на формировании во вторичном преобразователе дополнительной электронной сетки растра, так и на численной обработке отсчетов выходных сигналов датчика, и реализующие их структуры вторичных преобразователей.

4. Результаты разработки и внедрения вторичных преобразователей для трансформаторных растровых датчиков перемещения.

Реализация результатов работы.

Результаты работы реализованы при выполнении в рамках Федеральной космической программы России на 2006-2015 гг. ОКР «Возрождение ЛГУ» на тему «Разработка унифицированного многофункционального микропроцессорного преобразователя для растровых трансформаторных датчиков линейных и угловых перемещений». Лабораторный макет вторичного преобразователя применен в ФГУП «НИИ физических измерений» для лабораторных испытаний экспериментальных образцов нового поколения трансформаторных растровых датчиков линейных перемещений, разработанных в рамках комплексной целевой программы на 2006-2015 гг. «Датчик ВВТ». Алгоритмы обработки информации использованы при выполнении по заказу ФГУП «НИИ физических измерений» НИР «Датчик 2 ПГУ» на тему «Разработка методики цифровой фильтрации, алгоритмов и программного обеспечения для интеллектуального функционального модуля».

Макетные образцы вторичных преобразователей БОН и Б014-01 использованы в ФГУП НИИ физических измерений при доводочных испытаниях разработанных в рамках Федеральной космической программы России макетных образцов нового поколения трансформаторных растровых датчиков угловых перемещений.

Теоретические результаты работы и имитационная модель измерителя перемещения внедрены в учебный процесс преподавания дисциплин 9

Датчиковая аппаратура» и «Интеллектуальные средства измерения» на кафедре «Информационно-измерительная техника» в Пензенском государственном университете, а также использованы при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы обсуждались на Международной научно-технической конференции «Проблемы автоматизации и управления в технических системах» (Пенза, 2007), IV Международной научно-практической конференции «Метрологическое обеспечение измерительных систем» (Пенза, 2007), XII Международной научно-методической конференции «Университетское образование», на Международном симпозиуме «Надежность и качество 2008», а также на ежегодных научно-технических конференциях Пензенского государственного университета.

Публикации.

По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 2 работы в журналах, рекомендованных ВАК, 1 патент Российской Федерации.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы и приложений. Общий объем диссертации составляет 174 листа, включая приложение на 63 листах. Список литературы состоит из 54 наименований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ ПО РАБОТЕ

1 Проведен анализ основных конструкций трансформаторных растровых датчиков перемещений и способов обработки их сигналов; Показано, что повышение точности и метрологической надежности измерителей перемещений на основе трансформаторных растровых датчиков при заданных массогабаритных характеристиках ограничено технологическими возможностями механической обработки и достигается за счет использования; современных информационных технологий; во вторичных преобразователях.

2 Разработана имитационная модель измерителя перемещений^ на основе . трансформаторного- растрового датчика. Выявлены и систематизированы; факторы, влияющие на технические характеристики измерителей перемещений- С помощью модели; оценены погрешности измерения, вызванные последствием неточности, изготовления и сборки датчика, его частичными отказами в процессе эксплуатации, и параметрами узлов, вторичного преобразователя. Результаты исследования позволили сформулировать рациональные требования к элементам вторичного преобразователя;

3 Предложен и реализован адаптивный к видам отказов алгоритм, использующий дополнительные избыточные операции сравнения, выходных сигналов датчика и код номера участка квантования^ для расчета перемещения. Его применение позволило повысить метрологическую надежность измерителен перемещений и получить погрешность измерения, не превосходящую двух единиц младшего разряда при частичных отказах в цепи одной из обмоток считывания датчика.

4 Предложены и исследованы два способа повышения точности измерения перемещения с помощью трансформаторных растровых датчиков и реализующие их структуры вторичных преобразователей. Первый способ основан на формировании во вторичном преобразователе напряжений, с помощью которых участки квантования разбиваются на более мелкие. Во втором способе для получения дополнительных младших разрядов результата измерения мгновенных значений амплитуд сигналов производится расчет текущих значений пропорциональных перемещению фаз огибающих напряжений на обмотках считывания. Оценены возможности и ограничения способов. Даны рекомендации для построения вторичных преобразователей повышенной точности на базе современных микроконтроллеров, оснащенных АЦП.

5. Разработаны и внедрены универсальные вторичные преобразователи, обеспечивающие возможность работы со всеми исполнениями трансформаторных растровых датчиков перемещения. В процессе работы преобразователи осуществляют постоянную диагностику всего измерителя, позволяющую определить вид и место появления отказа. Результаты испытаний и внедрения вторичных преобразователей подтвердили теоретические выводы работы.

Автор выражает искреннюю благодарность генеральному директору-главному конструктору ФГУП «НИИ физических измерений» д.т.н., профессору Мокрову Евгению Алексеевичу, заместителю главного конструктора по направлению к.т.н. Трофимову Анатолию Николаевичу и начальнику группы к.т.н. Трофимову Алексею Анатольевичу за постановку задачи исследований, технические консультации и оказание помощи в организации испытаний вторичных преобразователей на оборудовании «НИИ физических измерений», а так же инженерам Пензенского государственного университета Мельникову Анатолию Аркадьевичу и Козлову Валерию Валерьевичу за разработку и отладку программного обеспечения вторичных преобразователей.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ АЛУ - амплитудно-логическое устройство АС — аналоговый сумматор АУ - арифметическое устройство ВВТ - вооружение и военная техника ВП - вторичный преобразователь ГСС — Генератор синусоидального сигнала ДГЖ — дешифратор позиционного кода ИНС - источник напряжения смещения ИСТ - источник синусоидального тока К - коммутатор

ПТУ — Пензенский государственный университет

ПНТ — преобразователь напряжение-ток

П — переключатель каналов

РМР - регистр младших разрядов

РС - реверсивный счетчик

СН - стабилизатор напряжения

ТРДП — трансформаторный растровый датчик перемещения УС — узел сравнения У-Ф - усилитель-фильтр

ФГУП НИИФИ - федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-исследовательский институт физических измерений»

ФИО — формирователь импульсов опроса

1. Авторское свидетельство СССР № 1019220. Преобразователь перемещений / А.Н.Трофимов, В.И. Быченков // Бюл. — 1983. — № 19.

2. Авторское свидетельство СССР № 769307. Преобразователь перемещений / Н.Е.Конюхов, B.C. Кочкарев, В.Р. Иванов// Бюл. 1987. - № 37.

3. Авторское свидетельство СССР № 945639. Преобразователь угловых перемещений / В.А.Волков, Н.Е.Конюхов, В.В.Скорняков, А.Н.Трофимов // Бюл. 1982. - № 27.

4. Бронштейн И.Н. Справочник по математике / И.Н. Бронштейн, К.А. Семендяев. М.: Наука, 1986. - 544 с.

5. Вострокнутов Н.Г. Информационно-измерительная техника / Н.Г. Вострокнутов, H.H. Евтихиев. — М.: Высшая школа, 1977. — 232 с.

6. Гехер К. Теория чувствительности и допусков электронных цепей: Пер. с англ. / Под ред. Ю.Л. Хотунцева. М.: Сов. Радио, 1973. -200 с.

7. ГОСТ РВ 20.39.301-98. Комплексная система общих технических требований (КСОТТ). Аппаратура, приборы, устройства, оборудование военной техники (АПУОВТ). Общие требования, методы обеспечения и оценки соответствия требованиям. Основные положения.

8. ГОСТ РВ 20.39.303-98. Комплексная система общих технических требований (КСОТТ). Аппаратура, приборы, устройства, оборудование военной техники (АПУОВТ). Требования к надежности. Состав и порядок задания.

9. ГОСТ РВ 20.39.304-98. Комплексная система общих технических требований (КСОТТ). Аппаратура, приборы, устройства, оборудование военной техники (АПУОВТ). Требования стойкости к внешним воздействующим факторам.

10. ГОСТ 18977-79. Комплексы бортового оборудования самолетов и вертолетов. Типы функциональных связей. Виды и уровни электрических сигналов.

11. Грановский В.А. Проблема адекватности моделей в измерениях / В.А. Грановский, Т.Н. Сирая // Датчики и системы. М., 2007. — №10. - С. 52-61.

12. Дьяконов В.П. MATLAB 6/6.1/6.5 + SIMULINK 4/5. Основы применения. -М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 800 с.

13. Ицкович Э. Современные датчики и тенденции их развития // Электронные компоненты, 2003. — №2. С. 23-26.

14. Каталог «Датчики. Преобразователи. Системы». — Пенза: ФГУП «НИИ физических измерений», 2004.

15. Микросхемы АЦП и ЦАП. — М.: Издательский дом «Додека-ХХ1», 2005.-434 с.

16. Минтчелл Г.А. Пришла пора интеллектуальных датчиков Электронный'ресурс. / Г.А. Минтчелл. — Режим доступа: www.asutp.ru.

17. Мокров Е.А. Интеллектуальные измерительные системы в ракетно-космической технике / Е.А. Мокров, В.Н. Новиков, Б.В, Чувыкин, С.А. Исаков // Материалы Международной научной конференции. Т. 1-Таганрог: Изд-во ТРТУ,2005.- С. 121-122.

18. Мокров Е.А. Состояние, проблемы и пути развитиядатчикостроения Вступительное слово // «Датчики- и системы»: сборник трудов ВНПК (Россия, Москва, 30-31 мая 2006 г.). Пенза: ФНПЦ ФГУП «НИИ физических измерений», 2006. - С. 6-14.

19. Носенко Ю.И. Вступительное слово // «Датчики и системы»: сборник трудов ВНПК (Россия, Москва, 30-31 мая 2006 г.). Пенза: ФНПЦ ФГУП «НИИ физических измерений», 2006. - С. 4.

20. Патент 63143. Российская Федерация, МПК НОЗМ 7/00. Растровый трансформаторный преобразователь перемещения в код / Б.В. Цыпин, Е.А. Мокров, А.Н. Трофимов, A.A. Мельников. заявл. 19.01.2007. Бюл. - 2007. № 13.

21. Патент 69292. Российская Федерация, МПК G08C 19/00. Цифровой измеритель перемещения // Е.А. Ломтев, В.Б. Цыпин. заявл. 01.10.2007; опубл. 10.12.2007. Бюл. № 34.

22. Патент на изобретение по заявке № 2007113996/09. Российская Федерация, МПК G08C 19/00. Преобразователь перемещения в код. // Б.В. Цыпин, Е.А. Ломтев, Е.А. Мокров, В.Б. Цыпин. заявл. 13.04.2007. Решение о выдаче патента 14.12.2007.

23. Патент 2316110. Российская Федерация, МПК НОЗМ 1/64. Преобразователь перемещение-код. // Косинский A.B. заявл. 06.07.2004; опубл. 27.01.2008 Бюл. № 19.

24. Преснухин Л.Н. Муаровые растровые датчики положения и их применение / Л.Н. Преснухин, В.Ф. Шаньгин, Ю.А. Шаталов. — М.: Машиностроение, 1969. 210 с.

25. Проектирование датчиков для измерения механических величин / Под. редакцией Е.П. Осадчего. М.: Машиностроение, 1979. — 480 с.

26. Рахманов А.А. Вступительное слово // «Датчики и системы»: сборник трудов ВНПК (Россия, Москва, 30-31 мая 2006 г.). Пенза: ФНПЦ ФГУП «НИИ физических измерений», 2006. - С. 5.

27. Сайт ФГУП НИИФИ Электронный ресурс. / Режим доступа: http://www.niifi.ru.

28. Сайт Microchip Technology Inc. Электронный ресурс. / Режим доступа: http://www.microchip.com.ua.

29. Трофимов А.Н. Унифицированные трансформаторные преобразователи перемещений с растровым сопряжением ферромагнитных элементов: Автореферат дис. . канд. техн. наук. — Куйбышев, 1984.

30. Трофимов А.Н. Унифицированный ряд высокотемпературных растровых электромеханических датчиков перемещений / А.Н. Трофимов, А.В. Блинов, А.А. Трофимов // Датчики и системы. М., 2007. — №7. — С. 2428.

31. Управление качеством. Учебник / С. Д. Ильенкова, Н. Д. Ильенкова, С. Ю. Ягудин и др.; Под ред. Доктора экономических наук, профессора Ильенковой С. Д. М.: ЮНИТИ. М., 1998. - 200 с.

32. Цыпин В.Б. Многофункциональный датчик перемещений с цифровым выходом. / А.А.Трофимов, А.А.Мельников, Цыпин В.Б. // Датчики и системы. М., 2008. - № 6 - С. 37-40.

33. Цыпин В.Б. Вторичный преобразователь для трансформаторных-растровых датчиков перемещений. / В.Б. Цыпин // Мир измерений. — М., 2008. № 4. - С. 38-40.

34. Цыпин В.Б. Повышение точности измерения перемещений с помощью трансформаторного растрового датчика: / Е.А. Ломтев, В.Б. Цыпин // Информационно-измерительная техника: Тр. Университета. — Пенза: Издательство ПГУ, 2008. Вып. 33.

35. Цыпин В.Б. Повышение точности трансформаторных растровых измерителей перемещений / В.Б. Цыпин // Известия Вузов. Поволжский регион. 2008. - № - С. 56-67.

36. Цыпин В.Б. Повышение метрологической надежности трансформаторных растровых измерителей перемещений Информационно-измерительная техника: Тр. Университета Межвуз. сб. науч. тр. Пенза:

37. Издательство Пенз. гос. университета, 2008. — Вып. 32.

38. Черных И.В. SIMULINK: среда создания инженерных приложений. М.: Диалог-МИФИ, 2003. - 496 с.

39. Ashok Ambardar. Analog and Digital Signal Processing, 2e. Brooks/Cole Publishing Company, 1999. . .у

40. Bentley J.P. Principles of Measurement Systems 3rd edition (Long-man),1995.

41. Bordeaux E. Advanced DSP Performance Complicates Memory Architectures in Wireless Designs, Wireless Systems Design, April 2000.

42. Considine D.M. Process / Industrial Instruments and Controls Handbook 5th edition / McGraw-Hill, 1999.

43. Fraden J. Handbook of Modern Sensors. New York: Springer-Verlag Inc,2004.

44. Gary A. Mintchell // CONTROL ENGINEERING, 1/2002.

45. Jackson R.G/ Novel Sensors and Sensing. Taylor & Francis Group LLC, 2004.

46. Rorabaugh B.C. DSP Primer, McGraw-Hill, 1999.