автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.01, диссертация на тему:Взаимоиндуктивные преобразователи перемещений, работоспособные в широком диапазоне температур

На правах рукописи

ТРОФИМОВ Алексей Анатольевич

ВЗАИМОИНДУКТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, РАБОТОСПОСОБНЫЕ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР

Специальность 05.11.01 -Приборы и методы измерения (электрические величины)

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

ПЕНЗА 2004

Работа выполнена в Пензенском государственном университете.

Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор Ломтев Е. А.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Гречишников В. М.; кандидат технических наук, профессор Свистунов Б. Л.

Ведущее предприятие - ФГУП ТНПРКЦ "ЦСКБ-Прогресс"."

Защита диссертации состоится "_"_2004 г., в "_" часов, на заседании диссертационного совета Д 212.186.02 в Пензенском государственном университете по адресу: 440026, г. Пенза, ул. Красная, 40.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пензенского государственного университета.

Автореферат разослан "_"_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета к.т.н., профессор

Ю. М. Крысин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Эффективность развития и эксплуатации современных автоматизированных систем контроля и управления различными технологическими процессами во многом определяется технико-экономическими характеристиками первичных средств сбора и обработки информации, среди которых значительный удельный вес занимают первичные преобразователи (датчики) перемещений. Информация с датчиков о контролируемых процессах поступает в автоматизированные системы управления, и её достоверность определяется метрологическими и надёжностными характеристиками датчиков в условиях эксплуатации. При этом к датчикам перемещений предъявляется широкий комплекс требований, зачастую противоречащих, а иногда и исключающих друг друга.

Одним из основных требований является сохранение высоких метрологических характеристик при воздействии жестких дестабилизирующих факторов: механические удары, вибрация, линейные ускорения, влажность и особенно широкий диапазон воздействующих температур (от криогенных до +600°С).

Важное место в общей номенклатуре первичных преобразователей перемещений (ППП) занимают электромагнитные, а именно: взаимоиндуктивные преобразователи перемещений (ВИПП). Они отличаются высокой надёжностью в жёстких условиях эксплуатации, относительно малым весом, широким диапазоном измеряемых перемещений, линейностью функции преобразования, отсутствием гальванической связи между цепями питания и измерительными цепями, достаточно высокой точностью измерений, простотой в изготовлении и эксплуатации.

К основным недостаткам взаимоиндуктивных преобразователей, ограничивающим область их применения, относятся:

- влияние нестабильности питающего напряжения (тока) на выходной сигнал датчика;

- изменение параметров датчика от температуры окружающей среды;

- зависимость диапазона измеряемых перемещений от габаритных размеров датчика.

Несмотря на большое количество работ отечественных и зарубежных ученых, направленных на создание ВИПП, свободных от

указанных недостатков, в настоящее время не существует серийно выпускаемых преобразователей перемещений (ПП), сохраняющих свои точностные характеристики в диапазоне температур от -196 до +250°С, что необходимо при отработке изделий ракетно-космической техники. При этом имеется целый ряд нерешенных вопросов:

1) отсутствуют разработанные математические модели, описывающие воздействие нестационарных тепловых процессов, когда внешняя и измеряемая среды имеют существенно неоднородные характеристики. При этом тепловые процессы определяют, наряду с точностью, такие важные характеристики, как долговечность и время готовности датчиков;

2) отсутствуют обоснованные правила выбора параметров конструктивных элементов, позволяющие проектировать ВИПП с заданными характеристиками: погрешностью измерения, быстродействием, габаритно-массовыми показателями и т. п.;

3) отсутствуют инженерные методики расчёта магнитной проводимости в рабочих зазорах растровых преобразователей перемещений, имеющих температурную погрешность не более 0,005% на 10°С;

4) отсутствуют унифицированные конструкции ВИП линейных и угловых перемещений, работоспособные в диапазоне температур от —50 до +600 °С, а также конструкции многофункциональных преобразователей, позволяющих измерить одновременно линейные и угловые перемещения объекта контроля.

Решение поставленных выше задач, с целью создания унифицированных высокотемпературных ВИПП, обуславливает актуальность представленной работы.

Целью диссертационной работы является развитие теории расчёта ВИПП, работоспособных в широком диапазоне температур; разработка инженерной методики проектирования ВИПП с заданными метрологическими и эксплуатационными характеристиками; разработка математических моделей нестационарных тепловых процессов, действующих в датчиках перемещений, и создание на их основе унифицированных конструкций преобразователей линейных и угловых перемещений, отличающихся лучшими техническими характеристиками, чем существующие приборы-аналоги.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

- разработка тепловой модели бесконтактного датчика перемещений, с учетом нестационарных тепловых процессов при различных условиях и режимах его работы, путём проведения компьютерных экспериментов и получения качественных и количественных оценок параметров этих процессов;

- разработка обобщённой схемы замещения и на её основе методики расчёта проводимостей рабочих зазоров в растровых ВИПП с комбинационным сопряжением зубцовых растров;

- исследование статических и динамических погрешностей преобразователей перемещений, определение зависимости между точностными и конструктивными параметрами датчиков;

- проектирование базовых конструкций бесконтактных ВИПП с диапазонами 0-5-4; (Н-8; (Н11; (И-16; 0-5-22; СН-30 и 0-5-45 мм, работоспособных в интервалах температур

- проектирование базовых конструкции ВИПП, имеющих мехам и чес кую связь с объектом контроля, с диапазонами измерения от 0-5-30 до 0-5-700 мм (9 диапазонов), а также многофункциональных ВИПП и датчиков угловых перемещений с диапазонами и О-КЗбО0.

Научная новизна работы состоит в следующем:

- разработана тепловая модель датчика линейных перемещений, при его эксплуатации в условиях сложных тепловых воздействий;

- разработана обобщённая схема замещения и математическая модель для чувствительных элементов (ЧЭ) растровых датчиков линейных и угловых перемещений с наружным ротором;

- разработан метод расчёта магнитной проводимости в зубцовых зазорах с учётом сопротивлений утечки;

- разработаны новые типы высокотемпературных бесконтактных преобразователей линейных перемещений с использованием метал-лоплёночных и металлокерамических обмоток, работоспособных при температуре до 200°С и 600°С, соответственно;

- разработаны новые типы ВИПП с использованием растровых сопряжений и амплитудно-логических методов обработки выходных

сигналов с величиной температурной погрешности не более 0,005% на10°С;

- исследованы статические и динамические погрешности различных типов датчиков ВИП угловых и линейных перемещений, определены пути их уменьшения.

Основные положения, выносимые на защиту:

- обобщенная схема замещения и математическая модель ЧЭ ВИПП с растровым сопряжением;

- тепловая модель датчика линейных перемещений (ДЛП) при его эксплуатации в условиях нестационарных тепловых воздействий;

- методы и результаты анализа электромагнитных преобразователей перемещений по конструктивному исполнению и характеру выходных сигналов для определения конструкции на ранних стадиях проектирования ВИПП;

- аналитические выражения, определяющие зависимости между конструктивными параметрами и инструментальными погрешностями растровых ВИПП и зависимости между точностными и динамическими показателями, позволяющие проводить расчет конструкций датчиков исходя из заданных метрологических характеристик;

- варианты разработанных автором конструкций различных типов ВИПП, использованные в НИИФИ, ГРЦ "КБ им. академика В. П. Макеева", ОАО ЦГД "Диаскан".

Практическая ценность работы заключается в том, что:

- на основе разработанной тепловой модели создано программное обеспечение в комплексе "БЬР", позволяющее проводить анализ, рассчитывать и визуализировать неоднородные, нестационарные температурные поля бесконтактного датчика линейных перемещений;

- проведено математическое моделирование тепловых процессов в бесконтактном ДЛП при различных условиях и режимах его работы путем компьютерных экспериментов, позволившее получить качественные и количественные оценки параметров этих процессов;

- на основе математической модели сформирована инженерная методика расчета конструктивных параметров взаимоиндуктивных растровых преобразователей угловых и линейных перемещений с комбинационным сопряжением;

— разработаны и проведены испытания у заказчика ряда конструкций ВИПП (С 085, ПУИ 062, ПЛИ 063, ПУИ 061).

Реализация и внедрение.

Разработанные в диссертационной работе иткенерные методы расчёта внедрены в ПИИ физических измерений (г. Пенза) при создании целого ряда датчиков линейных и угловых перемещений ПУИ 062, С 085, ПУИ 061, ПЛИ 063, которые прошли заводские испытания и поставляются потребителям. Методики оценки погрешностей и предложенные автором конструктивные решения использованы в НИИФИ при проведении ОКР по теме "Миндаль", включённой в "Федеральную космическую программу развития датчиковой аппаратуры на период 2000-2005 гг." Полученный автором патент РФ № 2208762 внедрён в датчике линейных перемещений системы С 085. Датчик серийно поставляется в течение 2002-2003 г. в КБ им. В. П. Макеева (г. Миасс).

Разработанный автором датчик ПУИ 062 внедрён в систему измерений внутритрубного профилемера и серийно поставляется предприятию ОАО ЦТД "Диаскан" в течение 2003 г.

Внедрение результатов работ подтверждено актами НИИФИ, ГРЦ "КБ им. академика В. П. Макеева", ОАО ЦТД "Диаскан".

Апробации работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на Международной научно-технической конференции (НТК) "Методы и средства измерения в системах контроля и управления" (г. Пенза, 2001, 2002 гг.), на Российско-германской конференции "Датчики и системы" (г. Санкт-Петербург, 2002 г.), на IV Международной молодежной научно-практической конференции "Человек и космос" (г. Днепропетровск, Украина, 2002 г.), на Международной НТК "Измерения-2002" (г. Пенза, 2002 г.), на Международном форуме "Топливно-энергетический комплекс России: региональные аспекты" (г. Санкт-Петербург, 2002 г.), на 8-й Всероссийской НТК "Состояние и проблемы измерений" (г. Москва, 2002 г.), на научно-практической конференции "Нефтегазовая отрасль: тенденции и перспективы развития" (г. Саратов,

2002 г.), на научно-техническом семинаре "МПС-2003" (г. Таганрог,

2003 г.), на Международной НТК "Измерения-2003" (г. Пегоа, 2002 г.) и на Международной НТК "Проблемы и перспективы развития двигателестроения" (г. Самара, 2003 г).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 5 статей, и патент РФ на изобретение.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов по работе и 3 приложений. Основная часть диссертации изложена на 147 страницах машинописного текста, содержит 59 рисунков и 4 таблицы. Библиография - 95 наименований.

Автор благодарит профессора кафедры "Информационно-измерительная техника" Пензенского государственного университета Крысина Ю.М. за консультацию при выполнении и оформлении диссертационной работы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, определено состояние проблемы, сформулирована научная новизна, практическая ценность, цели и задачи исследования.

В первой главе "Обзор, классификация и сравнительный анализ характеристик электромагнитных преобразователей перемещений" представлен анализ преобразователей перемещений, построенных на различных принципах преобразования, который показал, что наиболее перспективными для решения задач измерения перемещений с высокой степенью точности в широком диапазоне температур и высокой надежностью в жестких условиях эксплуатации являются взаимоиндуктивные (трансформаторные) преобразователи. Приведена классификация электромагнитных преобразователей перемещений по конструктивному исполнению, позволившая упростить проведение сравнительного анализа различных типов ВИПП и облегчить выбор конструктивного исполнения на начальных стадиях разработки. Рассмотрены основные конструктивные исполнения ВИПП, работоспособных в широком диапазоне температур, составлена таблица базовых конструкций ВИПП, в которой показаны их основная погрешность, диапазон рабочих температур, измеряемый диапазон перемещений и функция преобразования. Проведен анализ методов обработки периодических выходных сигналов аналого-цифровых преобразователей перемещений, позволивший использовать существующие схемные решения для обработки выходных сигналов с разработанных ВИПП.

Во второй главе "Разработка тепловой модели бесконтактных ВИПП" на базе общих подходов, методов и алгоритмов построена

модель тепловых процессов, протекающих в датчике линейных перемещений (рисунок 1), которая реализована в специализированном программном комплексе "DLP".

Сущность предложенного метода заключается в следующем:

датчик разбивается на конечные твердотельные элементарные объемы (см. рисунок 1), имеющие каноническую форму кольцевых или сплошных цилицдров. Количество элементарных объемов N (расчетных точек, в каждой из которых определяется температурное поле) равно 50.

Количество тепла К, вошедшее в i-элементарный объем за время At,равно

К; = At i-gyPTj -Тр + МЪ&иРч ~Tj)+Atq-ic(TQ -T^) + Q-At, (1)

где Ti - температура твердотельных элементов, / = 1,2,..., N;

T*g — температура объемов-каналов, заполненных средами-теплоносителями;

Тс - температура окружающей среды;

N* - количество объемов-каналов, заполненных средами-теплоносителями;

qtj — термопроводимости между твердотельными элементами ^у;

qiz — термопроводимости между i-м элементом и окружающей средой;

q*H — термопроводимости между i-м элементом и l -м объемом, заполненным средой-теплоносителем;

Qi — мощность источника тепловой энергии (обмотки возбуждения).

Разработанная модель позволяет рассчитывать, проводить анализ, визуализировать неоднородные, нестационарные температурные поля бесконтактного ВИПП, функционирующего в условиях сложных тепловых воздействий.

Проведенное математическое моделирование и компьютерные эксперименты позволили определить в заданный момент времени температуру в любой точке датчика и рассчитать эффективность те-

плозащиты в зависимости от мощности и характера теплового потока, размеров и материала защитных элементов.

Данная модель использована при расчете конструкции теплозащиты датчика линейных перемещений при воздействии на него теплового потока до 2500 °С в течение 2 с.

44 42" 1 • . г ? ? * •к- — £ *

Ц ■» ' Ч /-ч и № 411' ' /

;. 1 ; 1 м 34» ш и* ЕШ 1 22 1Ш Щ 19 ЕЙ 3* 13 10

35 и 5 г 23 2« . 17 14 11 8 »2:

т 24 21 18 » 12 ¡V 9

Рисунок 1 - Тепловая модель бесконтактного датчика линейных перемещений и разбивка его на элементарные объемы

В третьей главе "Теоретические исследования взаимоиндуктивных преобразователей перемещений, определение основных магнитных и электрических параметров" рассмотрены вопросы построения математической модели растровых датчиков линейных и угловых перемещений, отличающихся от известных тем, что статор с обмотками возбуждения и считывания расположен внутри вращающегося ротора. С этой целью предложена обобщенная схема замещения растровых датчиков угловых и линейных перемещений с наружным ротором (рисунок 2), позволяющая определить основные выражения для выходных сигналов с учетом сопротивлений утечки Яу с торце-

вых. поверхностей статора и ротора, сопротивлений магнитопроводов Zp, 2С , проводимостей воздушного зазора (7И и участков обмоток с магнитодвижущей силой (МДС) Еп . На основе обобщенной схемы замещения сформирована схема замещения магнитной цепи растрового ВИПП, представленная на рисунке 3, которая определяется выражением (2), составленным по закону Кирхгофа. В выражении (2) ток в Аг-й ветви обозначает магнитный поток в этой ветви Ф*, Ф^ =1^, а ЭДС соответствует МДС

Рисунок 3 - Схема замещения магнитной цепи растрового ВИПП

Проведен расчет магнитной проводимости в рабочих зазорах растровых ВИГШ с комбинационным сопряжением зубцовых растров. На рисунке 4 показаны проекции зубцовых зон ротора и статора и контур обмотки, который может перемещаться вдоль оси л. Заштрихованными показаны зоны зубцовых поверхностей. Из рисунка видно, что участки сопряжения можно разделить на четыре типа, обладающих различной проводимостью ДС?1 — ДОд , тогда суммарную проводимость участка, ограниченного контуром обмотки G, выразим следующим образом:

где - магнитная проводимость участка "выступ над выступом";

Д&2 - магнитная проводимость участка "выступ ротора над впадиной статора";

АС$ - магнитная проводимость участка "впадина над впадиной"; — магнитная проводимость участка "выступ статора над впадиной ротора";

т—число участков цепи "зуб—впадина".

Рисунок 4 - Проекции зубцовых зон ротора и статора

Учитывая геометрические параметры сопряжения, показанные на рисунке 5, получим выражение для расчёта магнитной проводимости воздушного зазора:

где 5] — площади участков, охваченных обмоткой считывания с ироводимостями О] - 04, соответственно;

Н- высота контура считывания;

- шаг нарезки зубцового сопряжения;

— экспериментальный коэффициент, учитывающий влияние боковых магнитных потоков;

Ф=- угол наклона зубцов;

я, Ъ,с1й— глубина воздушных зазоров участков.

На основе разработанной математической модели составлена методика расчёта конструктивных параметров взаимоиндуктивных рас-аровых преобразователей угловых и линейных перемещений с комбинационным сопряжением и приведён пример расчёта. Отклонения между расчётными и экспериментальными значениями выходного сигнала не превышают 20%.

В чствсргой главе "Методы и средства обеспечения метрологических характеристик взаимоиндуктивных ПП при воздействии дестабилизирующих факторов" исследованы основные и дополнительные погрешности ВИПП. Проведен анализ статистических погрешностей схем аналого-цифровых преобразователей перемещений, в результате которого установлено, что анализ основных схем и методы обработки синусоидальных сигналов применимы для анализа и обрабопси несинусоидальных периодических сигналов. Выявлены основные составляющие погрешности при амплитудно-логическом методе (ЛЛМ) обработки сигналов с растровых датчиков. Максимальная погрешность из-за ошибок сравнения равна

(4)

где - погрешность сравнения;

В - максимальное изменение амплитуды сигнала на выходе датчика;

п—коэффициент электрической редукции.

Для нормальной работы преобразователя при идеальном компараторе суммарная погрешность детектора должна быть меньше или равна 1/4 цены единицы младшего разряда.

В главе проведен расчет быстродействия и определена максимально допустимая скорость линейных и угловых перемещений при ЛЛМ обработки, выраженная через скорость вращения ротора (йр в

зависимости от конструктивного исполнения:

_2 п/

р 8л

(6)

где п - число зубьев ротора; /— частота питания.

Получено выражение для выходного сигнала с растровых ВИПП.

где Ц\ и Wл — число витков первичной и вторичной обмоток; К\ - скорость вращения вала растрового ВИПП; Z- число зубцов растра,

G0HGa — составляющие магнитной проводимости рабочего зазора.

Из выражения (7) следует, что выходной сигнал состоит из трёх составляющих:

где - постоянная составляющая для

ej = И\ 'И2 'GQ •/'(/)• sin (Z-а) — трансформаторная ЭДС, являющаяся информационным сигналом;

- генераторная ЭДС, являющаяся основным источником динамической погрешности.

Динамическая погрешность преобразователя возрастает с увеличением скорости вращения вала. Увеличение разрешающей способности, связанное с увеличением числа зубьев г и количества обмоток считывания и, приводит к увеличению динамической погрешности.

Исследовано влияние инструментальных погрешностей растровых ВИПП, для чего разработана классификация инструментальных погрешностей растровых трансформаторных преобразователей и определены способы компенсации погрешности от конусности, эл-липсности, бочкообразности статора и ротора. Также выявлены погрешности, вызванные допусками на элементы зубцового сопряжения (угол наклона, длину и ширину зубца и впадины, шаг нарезки зубцов, количество витков обмоток).

В пятой главе "Конструктивно-технологические особенности и экспериментальные исследования взаимоиндуктивных преобразователей перемещений" приведены описания разработанных в НИИФИ при участии автора конструкций различных типов ВИЛ линейных и угловых перемещений. Преобразователи линейных перемещений разделены на два вида:

- ВИПП без механической связи с объектом контроля, разработанные на базе унифицированной блок-схемы. Их основные технические характеристики приведены в таблице 1 под номерами 1-3, а общий вид датчика системы С 085 изображен на рисунке 5;

- ВИПП, имеющие механическую связь с объектом контроля в виде штока с профилированной винтовой канавкой: универсальный растровый преобразователь ПЛИ 063 (рисунок 6) и многофункциональный ВИПП (см. таблицу 1).

Кроме ВИП линейных перемещений, при участии автора разработан растровый датчик угловых перемещений ПУИ 061 и датчик углового положения ПУИ 062 (см. таблицу 1). Общий вид датчиков приведен на рисунках 7 и 8, соответственно.

Преобразователи ПУИ 062, ДЛП С 085, ПЛИ 063 и ПУИ 061 внедрены на изделиях заказчика.

Таблица 1 - Основные технические характеристики

раз эаботанных ВИ пп

№ п/п Наименование прибора Диапазон рабочих температурке Диапазон измеряемых перемещений Основная погрешность, % Погрешность от температуры, %на 10°С

1 ВИПП с метал-локерамиче-скими обмотками -100/+600 0-5 мм 1 0,1

2 ВИПП с проволочными обмотками (ДЛГ1 системы С 085) -50/+60 2300°С в течение 2с 0-25 мм; 0-40 мм 0,5 0,05

3 ВИПП с пленочными обмотками -50/+150 0-4 мм 1 0,05

4 Универсальный растровый ВИПП ПЛИ 063 -60/+200 0-30; 0-45; 0-60; 0-90; 0-125; 0—180; 0—250;0—350; 0-700 мм 0,2-0,5 0,005

5 Многофункциональный ВИПП -60/+200 0-360 град 0-30; 0-45; 0-60; 0-90; 0-125; 0-180; 0—250;0—350; 0-700 мм 0,2-0,5 -

6 Датчик углового положения ПУИ062 -60/+100 ±90 град 1 0,05

7 Растровый ВИП угловых перемещений ПУИ061 —60/+200 0-360 град 0,4 0,005

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ Диссертационная работа посвящена вопросам разработки инженерных методов расчёта различных конструктивных исполнений взаимоиндуктивных преобразователей перемещений, работоспособных в широком диапазоне нестационарных температурных воздействий.

Результагы, полученные путём теоретического анализа и подтверждённые экспериментальными данными в процессе отработки реальных конструкций преобразователей угловых и линейных перемещений, дают основание утверждать, что предложенные конструкции ВШШ найдут широкое применение в системах контроля и управления, используемых как в ракетной и авиационно-космической технике, так и в отраслях народного хозяйства.

Основные результаты и выводы работы сводятся к следующему:

1. Проведён анализ преобразователей перемещений, построенных на различных принципах преобразования. Выявлены преимущества электромагнитных преобразователей, и разработана их классификация по конструктивному исполнению, что существенно облегчает выбор конструкции в зависимости от требований по метрологическим, габаритно-массовым показателям и условий эксплуатации.

2. Проанализированы существующие методы обработки периодических выходных сигналов аналого-цифровых преобразователей перемещений, и выявлена возможность использования традиционных схемных решений для обработки выходных несинусоидальных периодических сигналов с растровых датчиков.

3. Разработана тепловая модель датчика линейных перемещений при различных условиях и режимах его работы, и путём проведения компьютерных экспериментов получены количественные и качественные оценки параметров нестационарных тепловых процессов. .

4. Проведено математическое моделирование базовых тепловых режимов работы взаимоиндуктивного датчика линейных перемещений при воздействии температуры рабочей среды по заданному закону. Построены графики зависимостей максимальных температур теплозащиты от ее толщины в конечный момент времени воздействия термоудара и графики зависимостей максимальных температур ЧЭ (обмотки) от толщины теплозащиты, что позволяет при разработке датчиков определить их работоспособность и рассчитывать элементы конструкции в зависимости от мощности и времени воздействия теплового потока.

5. Разработана обобщённая схема замещения растровых ВИПП с наружным ротором, и на её основе сформированы основные расчётные выражения для выходных сигналов с учётом сопротивлений утечки, сопротивлений магнитопровода и сопротивлений воздушного зазора.

6. Предложена методика расчёта конструктивных параметров растровых ВИПП с комбинационным сопряжением, и приведён пример расчёта. Отклонения между расчетным и экспериментальным значениями выходного сигнала не превышают 20%.

7. Исследованы статические и динамические погрешности растровых ВИПП. Определена зависимость между точностными и конструктивными параметрами датчиков, позволяющая на ранних стадиях разработки проводить выбор конструктивного исполнения исходя из заданных метрологических характеристик.

8. Разработаны бесконтактные датчики перемещений с проволочным ЧЭ (обмотка), отличающиеся высоким соотношением между максимальным измеряемым перемещением и диаметром датчика, высокотехнологичные датчики с металлоплёночными обмотками и высокотемпературные датчики с металлокерамическим ЧЭ.

9. Разработаны растровые штоковые универсальные датчики перемещений с температурной погрешностью не более 0,005% на 10 °С в диапазоне температур —60-5-200 °С и диапазонами измеряемых перемещений от мм (9 диапазонов).

10. Разработан ряд аналоговых и растровых датчиков угловых перемещений с диапазонами работоспособных в жёстких условиях эксплуатации.

11. Предложена конструкция многофункционального растрового датчика угловых и линейных перемещений, позволяющего одновременно измерять линейные перемещения объекта и угол его поворота.

12. Внедрены конструкции датчика угловых перемещений ПУИ 062, датчика линейных перемещений ДЛП С 085, универсального датчика ПЛИ 063 и датчика ПУИ 061. Конструкции многофункционального датчика МФПП и металлокерамического датчика МКДЛП рекомендованы для проведения ОКР.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Трофимов А. А. Датчики углового положения для внутритруб-ного профилемера / А. А. Трофимов, Н. И. Баринов // Нефтегазовая отрасль: тенденции и перспективы развития: Сб. материалов конф. -Саратов, 2002. - С. 20-21.

2. Трофимов А. А. Универсальный растровый трансформаторный датчик перемещений / А. А. Трофимов, Н. И. Баринов // Человек и космос: Сб. материалов конф. - Днепропетровск, 2002.

3. Трофимов А. А. Датчик углового положения / А. А. Трофимов, Н. И. Баринов // Проблемы и перспективы развития двигателестрое-ния: Сб. материалов Международной науч.-техн. конф. - Самара, 2003.-С. 208-210.

4. Трофимов А. А. Анализ методов обработки периодических выходных сигналов аналого-цифровых преобразователей перемещений/ А. А. Трофимов, Ю. М. Крысин // Информационно-измерительная техника: Межвуз. сб. науч. тр. - Пенза, 2003. - Вып. 28. - С. 10-16.

5. Трофимов А. А. Высокотемпературные датчики перемещений на основе металлокерамических катушек индуктивности / А. А. Трофимов, Н. Д. Конаков // Датчики и системы: Сб. Российско-германской конф. - СПб., 2002. - С. 242-245.

6. Трофимов А. А. Моделирование воздействия неоднородных нестационарных тепловых полей на датчики давления и перемещений / А. А. Трофимов, Е. А. Мокров, Д. В. Тихомиров // Науч.-техн. семинар. - Таганрог, 2003.

7. Трофимов А. А. Многофункциональный датчик перемещений// Измерения -2002: Сб. материалов конф. -Пенза, 2002.- С. 40-41.

8. Трофимов А. А. Анализ инструментальных погрешностей растровых трансформаторных преобразователей // Методы и средства измерения в системах контроля и управления: Сб. материалов Всероссийской науч.-техн. конф. -Пенза,2001.-С. 14-15.

9. Трофимов А. А. Результаты исследований возможности расширения диапазона измерения бесконтактных амплитудно-фазовых трансформаторных датчиков линейных перемещений / А. А. Трофимов, Н. Д. Конаков // Методы и средства измерения в системах контроля и управления: Сб. материалов Всероссийской науч.-техн. конф. - Пенза, 2001. - С. 15-17.

10. Трофимов А. А. Бесконтактный датчик перемещений на основе металлоплёночного чувствительного элемента // Методы и средства измерения в системах контроля и управления: Сб. тр. Международной конф. - Пенза, 2002. - С. 41 - 42.

11. Пат. РФ № 2208762. Амплитудно-фазовый трансформаторный датчик перемещений с фазовым выходом / А. А. Трофимов, Н. Д. Конаков, О. Д. Глухов. - Опубл. в 2003 г. (патент на изобретение).

12. Трофимов А. А. Растровый трансформаторный датчик угловых перемещений / А. А. Трофимов, А. Н. Трофимов // Методы и средства измерения в системах контроля и управления: Сб. тр. Международной конф. - Пенза, 2002. - С. 19 - 20.

13. Некоторые результаты использования двойных технологий при разработке датчиков для систем безопасности АЭС / А. А. Тро-

фимов, Л. Н. Трофимов, Л. А. Палко, Л. А. Роганов // Топливно-энергетический комплекс России: региональные аспекты: Сб. материалов Международного форума. - СПб., 2002. - С. 229-233.

14. Трофимов А. А. Трансформаторные датчики перемещений, работоспособные в широком диапазоне температур / А. Л. Трофимов, А. Н. Трофимов // Состояние и проблемы измерений: Сб. материалов 8-й Всероссийской науч.-техн. конф. - М.: МГГУ им. II. Э. Баумана, 2002.-Ч.1.- С. 95-96.

15. Трофимов А. А. Датчики углового положения для В1гугри-трубного профилемера / А. А. Трофимов, Н. И. Барииов // Датчики и системы. - 2004. - № 2. - С. 37-39.

ТРОФИМОВ Алексей Анатольевич

ВЗАИМОИНДУКТИВНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, РАБОТОСПОСОБНЫЕ В ШИРОКОМ ДИАПАЗОНЕ ТЕМПЕРАТУР

Специальность 05.11.01 - Приборы и методы измерения (электрические величины)

Редактор 71 Н. Судовчихина Технический редактор //. А. Вьялкова

Корректор //. В. Степочкина Компьютерная верстка М. Б. Жучковой

Сдано в производство 17.03.2004. Формат 60х841/16 Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. псч. л. 1,16. Заказ № 205. Тираж 100.

Издательство Пензенского государственного университета. 440026, Пенза, Красная, 40. Отпечатано в типографии ПГУ

»- 66 6 7

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1 ОБЗОР, КЛАССИФИКАЦИЯ И СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ.

1.1 Классификация электромагнитных преобразователей перемещений по конструктивному исполнению.

1.2 Основные конструктивные исполнения ВИПП, работоспособных в широком диапазоне температур.

1.3 Анализ методов обработки периодических выходных сигналов аналого-цифровых преобразователей перемещений.

1.4 Выводы.

2 РАЗРАБОТКА ТЕПЛОВОЙ МОДЕЛИ БЕСКОНТАКТНЫХ ВИПП.

2.1 Общие вопросы составления математических моделей и методы исследования тепловых процессов в многокомпонентных датчиках.

2.2. Математическая модель тепловых процессов в датчике линейных перемещений.

2.3 Учет динамического изменения температуры среды в измеряемом зазоре.

2.4. Математическое моделирование тепловых процессов в датчике линейных перемещений. Компьютерные эксперименты и анализ результатов.

2.5 Выводы.

3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОИНДУКТИВНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ

МАГНИТНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ.

3.1 Обобщённая схема замещения растровых датчиков угловых и линейных перемещений.

3.2 Расчёт магнитной проводимости в рабочих зазорах.

3.3 Методика и пример расчёта растровых преобразователей.

3.4 Выводы.

4. МЕТОДЫ И СРЕДСТВА ОБЕСПЕЧЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ

ХАРАКТЕРИСТИК ВЗАИМОИНДУКТИВНЫХ ПП ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ ДЕСТАБИЛИЗИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ.

4.1 Анализ статистических погрешностей схем аналого-цифровых преобразователей перемещений.

4.2 Погрешности амплитудно-логической обработки сигналов растровых датчиков.

4.3 Динамические погрешности трансформаторных растровых преобразователей перемещений.

4.4 Инструментальные погрешности ВИПП, вызванные несовершенством технологии изготовления.

4.5 Выводы.

5 КОНСТРУКТИВНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЗАИМОИНДУКДИВНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ПЕРЕМЕЩЕНИЙ.

5.1 Конструкции преобразователей линейных перемещений без механической связи с объектом.108.

5.2 Конструкции преобразователей угловых перемещений.

5.3 Высокотемпературные преобразователи больших линейных перемещений".Л26.

5.4 Выводы.,.'.т.:J.V.V.V.'.

Актуальность темы. Эффективность развития и эксплуатации современных автоматизированных систем контроля и управления различными технологическими процессами во многом определяется технико-экономическими характеристиками первичных средств сбора и обработки информации, среди которых значительный удельный вес занимают первичные преобразователи (датчики) перемещений. Информация с датчиков о контролируемых процессах поступает в автоматизированные системы управления, и её достоверность определяется метрологическими и надёжностными характеристиками датчиков в условиях эксплуатации. При этом к датчикам перемещений предъявляется широкая гамма требований, зачастую противоречащих, а иногда и исключающих друг друга. Это высокая надёжность в жёстких условиях эксплуатации и малая стоимость, высокий выходной сигнал, не требующий последующих преобразований и малое энергопотребление, минимальные веса, габариты и большая информативность и т.п.

Одним из основных требований является сохранение высоких метрологических характеристик при воздействии жестких дестабилизирующих факторов: механические удары, вибрация, линейные ускорения, влажность и особенно широкий диапазон воздействующих температур (от криогенных до +600°С). Исходя из общей философии измерений, одновременное удовлетворение всем перечисленным требованиям является противоречивой задачей. Поэтому развитие первичных преобразователей перемещений (111111) происходило на основе разнообразных способов и физических принципов преобразования. В результате к настоящему времени создано большое разнообразие 111111 основанных на электромагнитных, ёмкостных, магнитоэлектрических и фотоэлектрических, ультразвуковых, электростатических, магнитострикционных и других эффектах [4,33,61,78,90,91].

Важное место в общей номенклатуре ППП занимают электромагнитные, а именно взаимоиндуктивные преобразователи перемещений (ВИПП). 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 [4,14,34,45,80,84,88,89,95].

К основным недостаткам взаимоиндуктивных преобразователей, ограничивающим область их применения, относятся: влияние нестабильности питающего напряжения (тока) на выходной сигнал датчика, изменение параметров датчика от температуры окружающей среды [92], зависимость диапазона измеряемых перемещений от габаритных размеров датчика.

Большой вклад в развитие теории, проектирования и промышленного освоения ВИПП внесли известные научные коллективы и приборостроительные фирмы как у нас в стране (МВТУ им Баумана, СГАУ, УАИ, НИИФИ, НПОИТ, УКБП и др.), так и за рубежом (HEIDENHAIN, Siem-ence and Halske, Hottin Ger Baedwin .Messteschnik GMBH (Германия), Shaivits Electronic Corporation (США), Olivetti (Италия), Mitsubishi (Япония) и др.) В результате разработаны образцы ВИПП с высокими точностными показателями, высокой временной стабильностью, быстродействием, приемлемыми массо-габаритными характеристиками и т.п.

Однако отсутствуют серийно - выпускаемые электромагнитные датчики перемещений, которые бы сохраняли точностные характеристики при воздействии температур в диапазоне от -196 до -Ь250°С, а также ВИПП, габариты которых не связаны с максимальным измеряемым перемещением.

Наряду с предприятиями большой вклад в область исследования ВИПП внесли отечественные учёные: Агейкин Д.И., Зарипов М.Ф., Урак-сеев М.А., Куликовский Л.Ф., Конюхов Н.Е., Осадчий Е.П., Домрачев В.Г,

Федотов А.В., Новицкий П.В, Куликовский КЛ. и др. [4,32,33,44,45,80,85,86,87]. Тем не менее, существует целый ряд нерешённых вопросов в теории и практике создания ВИПП, работоспособных в широком диапазоне температур с одновременным воздействием жёстких механических нагрузок (удары, вибрация). Среди них можно выделить следующие:

1) Отсутствуют разработанные математические модели, описывающие воздействие нестационарных тепловых процессов, когда внешняя и измеряемая среды имеют существенные неоднородные характеристики. При этом тепловые процессы определяют наряду с точностью такие важные характеристики, как долговечность и время готовности датчиков.

2) Отсутствуют обоснованные правила выбора параметров конструктивных элементов, позволяющие проектировать ВИПП с заданными характеристиками: погрешностью измерения, быстродействием, габаритно-массовыми показателями и т.п.

3) Отсутствуют инженерные методики расчёта магнитной проводимости в рабочих зазорах растровых преобразователей перемещений с температурной погрешностью не более 0,005% на 10°С.

4) Отсутствуют унифицированные конструкции ВИП линейных и угловых перемещений, работоспособные в диапазоне температур от -50 до +600 °С, а также конструкции многофункциональных преобразователей, позволяющих измерить одновременно линейные и угловые перемещения объекта контроля.

В настоящей диссертационной работе предлагаются варианты решения поставленных выше задач с целью создания унифицированных высокотемпературных ВИПП с диапазонами измерения от 0-^-4 до 0-Н6000 мм для линейных перемещений и 0-К3600 для угловых. . . Таким образом, целью диссертационной работы является развитие теории расчёта ВИПП, работоспособных в широком диапазоне температур, разработка инженерной методики проектирования ВИПП с заданными метрологическими и эксплуатационными характеристиками, разработка математических моделей нестационарных тепловых процессов, действующих в датчиках перемещений и создание на их основе унифицированных конструкций преобразователей линейных и угловых перемещений, отличающихся лучшими техническими характеристиками, чем существующие приборы аналоги.

Для достижения поставленной цели в диссертационной работе решались следующие задачи:

- проведение классификации электромагнитных ПП по конструктивному исполнению и анализ методов обработки периодических сигналов АЦП перемещений;

- разработка математической модели бесконтактного датчика перемещений с учетом нестационарных тепловых процессов при различных условиях и режимах его работы путём проведения компьютерных экспериментов и получения качественных и количественных оценок параметров этих процессов;

- разработка обобщённой схемы замещения и на её основе методики расчёта проводимостей рабочих зазоров в растровых ВИПП с комбинационным сопряжением зубцовых растров;

- исследование статических и динамических погрешностей преобразователей перемещений, определение зависимости между точностными и конструктивными параметрами датчиков;

- разработаны базовые конструкции бесконтактных ВИПП с диапазонами 0+4; 0-^-8; 0+11; 0+16; 0+22; 0+30 и СН-45 мм, работоспособные в диапазонах температур ±50°С; -50 - +100°С; -50t +600°С;

- разработаны базовые конструкции ВИПП с механической связью с объектом контроля с диапазонами измерения от 0+30 до 0+700 мм (9 диапазонов), а также многофункциональных датчиков и ВИП угловых перемещений.

Научная новизна работы

- разработана математическая модель нестационарных тепловых процессов, протекающих в бесконтактном датчике линейных перемещений при его эксплуатации в условиях сложных тепловых воздействий;

- разработана обобщённая схема замещения и математическая модель для чувствительных элементов (ЧЭ) растровых датчиков линейных и угловых перемещений с наружным ротором, разработан метод расчёта магнитной проводимости в зубцовых зазорах с учётом сопротивлений утечки;

- разработаны новые типы высокотемпературных бесконтактных преобразователей линейных перемещений с использованием металлоплё-ночных и металлокерамических обмоток, работоспособных при температуре до 200°С и 600°С соответственно;

- разработаны новые типы ВИПП с использованием растровых сопряжений и амплитудно-логических методов обработки выходных сигна лов [45] с величиной температурной погрешности не более 0,005% на 10°С;

-исследованы статические и динамические погрешности различных типов датчиков ВИП угловых и линейных перемещений, определены пути их уменьшения.

Практическая ценность работы заключается в том, что:

- на основе разработанной математической модели создано программное обеспечение в комплексе DLP, позволяющее рассчитывать, вил зуализировать и анализировать неоднородные, нестационарные температурные поля бесконтактного датчика линейных церемещений.

- проведено математическое моделирование тепловых процессов в бесконтактном ДЛП при различных условиях и режимах его работы путем проведения компьютерных экспериментов позволившие получить качественные и количественные оценки параметров этих процессов.

- на основе математической модели сформирована инженерная методика расчетов конструктивных параметров взаимоиндуктивных растровых преобразователей угловых и линейных перемещений с комбинационным сопряжением.

- разработаны и проведены испытания у заказчика ряда конструкций ВИПП (С 085, ПУИ 062, ПЛИ 063, ПУИ 061).

Положения, выносимые на защиту:

- обобщенная схема замещения и математическая модель ЧЭ ВИПП с растровым сопряжением;

- математическая модель нестационарных тепловых процессов в бесконтактном ДЛП при его эксплуатации в условиях сложных тепловых воздействий.

- методы и результаты анализа электромагнитных преобразователей перемещений по конструктивному исполнению и характеру выходных сигналов для выбора конструктивного исполнения на ранней стадии проектирования ВИПП;

- аналитические выражения, определяющие зависимость между конструктивными параметрами и инструментальными погрешностями растровых ВИПП и зависимости между точностными и динамическими показателями позволяющие проводить расчет конструкций датчиков исходя из заданных метрологических характеристик;

- варианты разработанных автором конструкций различных типов ВИПП, использованные в НИИФИ, ГРЦ "КБ им. Академика В.П. Макеева", ОАО ЦТД "Диаскан".

Реализация работы.

Разработанные в диссертационной работе инженерные методы расчёта внедрены в НИИ физических измерений (г. Пенза) при создании целого ряда датчиков линейных и угловых перемещений ПУИ 062, С 085, ПУИ 061, ПЛИ 063, которые прошли заводские испытания и поставляются потребителям. Методики оценки погрешностей и предложенные автором конструктивные решения использованы в НИИФИ при проведении ОКР по теме "Миндаль", включённой в Федеральную космическую программу развития датчиковой аппаратуры на период 2000-2005 г. (датчики МФПП, МКДЛП). Полученный автором патент РФ № 2208762 внедрён в датчике линейных перемещений системы С 085, который серийно поставляется в течение 2002-2003 г. в КБ им. Макеева, г. Миасс (см. приложение В).

Разработанный автором датчик ПУИ 062 внедрён в систему измерений внутритрубного профилемера и серийно поставляется предприятию ОАО ЦТД «Диаскан» в течение 2003 г (см. приложение В).

Результаты исследований в области разработки ВИПП, работоспособных в широком диапазоне температур, докладывались и обсуждались на международных, всероссийских, региональных конференциях, симпозиумах и семинарах, на НТС НИИФИ и кафедры ИИТ ПГУ, основные материалы диссертации опубликованы в 14 печатных работах, в том числе в четырех статьях и патенте РФ.

Основные результаты и выводы работы сводятся к следующему:

1. Проведён анализ преобразователей перемещений, построенных на различных принципах преобразования, выявлены преимущества электромагнитных преобразователей и разработана их классификация по конструктивному исполнению, что существенно облегчает выбор конструкции в зависимости от требований по метрологическим, габаритно-массовым показателям и условиям эксплуатации.

2. Проанализированы существующие методы обработки периодических выходных сигналов аналого-цифровых преобразователей перемещений и выявлена возможность использования традиционных схемных решений для обработки выходных несинусоидальных периодических сигналов с растровых датчиков.

3. Разработана математическая модель нестационарных тепловых процессов, протекающих в датчике линейных перемещений, при различных условиях и режимах его работы и путём проведения компьютерных экспериментов получены количественные и качественные оценки параметров этих процессов.

4. Проведено математическое моделирование базовых тепловых режимов работы взаимоиндуктивного датчика линейных перемещений при воздействии температуры рабочей среды по заданному закону и построены графики зависимости максимальных температур теплозащиты от её толщины в конечный момент времени воздействие термоудара и графики зависимостей максимальных температур ЧЭ (обмотки) от толщины теплозащиты, что позволяет при разработке датчиков определить их работоспособность и рассчитывать элементы конструкции в зависимости от мощности и времени воздействия теплового потока.

5. Разработана обобщённая схема замещения растровых ВИПП с наружным ротором и на её основе сформированы основные расчётные выражения для выходных сигналов с учётом сопротивлений утечки, сопротивлений магнитопровода и сопротивлений воздушного зазора.

6. Предложена методика расчёта конструктивных параметров растровых ВИПП с комбинационным сопряжением и приведён пример расчёта. Отклонения между расчётным и экспериментальным значением выходного сигнала не превышают 20%.

7. Исследованы статические и динамические погрешности растровых ВИПП, определена зависимость между точностными и конструктивными параметрами датчиков, позволяющая на ранних стадиях разработки проводить выбор конструктивного исполнения исходя из заданных метрологических характеристик.

8. Разработаны бесконтактные датчики перемещений с проволочным ЧЭ (обмотка), отличающиеся высоким соотношением между максимальным * измеряемым перемещением и диаметром датчика; высокотехнологичные датчики с металлоплёночными обмотками и высокотемпературные датчики с металлокерамическим ЧЭ.

9. Разработаны растровые штоковые универсальные датчики перемещений с температурной погрешностью не более 0,005% на 10 °С в диапазоне температур от минус 60-К200 °С и диапазонами измеряемых перемещений от СН-30 до СИ-700 мм (9 диапазонов).

10. Разработан ряд аналоговых растровых датчиков угловых перемещений с диапазонами ±90° и О-КЗбО0 работоспособных в жёстких условиях эксплуатации.

11. Предложена конструкция многофункционального растрового датчика угловых и линейных перемещений позволяющего одновременно измерять линейные перемещения объекта и его угол поворота.

12. Внедрены конструкции датчика угловых перемещений ПУИ 062, датчика линейных перемещений ДЛП С-085; универсального датчика ПЛИ 063 и датчика ПУИ 061; а конструкции многофункционального датчика МФПП и металлокерамического датчика МКДЛП рекомендованы для проведения ОКР.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.

Диссертационная работа посвящена вопросам разработки инженерных методов расчёта различных конструктивных исполнений взаимоиндуктивных преобразователей перемещений, работоспособных в широком диапазоне нестационарных температурных воздействий.

Результаты, полученные путём теоретического анализа и подтверждённые экспериментальными данными в процессе отработки реальных конструкций преобразователей угловых и линейных перемещений, дают основание утверждать, что предложенные конструкции ВИПП найдут широкое применение в системах контроля и управления, используемых как в ракетной и авиационно-космической технике, так и в отраслях народного хозяйства.

1. Абдулаев И.М., Кулиев Р.А., Адыгезалов B.C. Об одном принципе измерения метровых перемещений // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2002, №3, с.54-56.

2. Абдулаев И.М., Адыгезалов B.C. К определению характеристики трансформаторных преобразователей соленоидного типа // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2002, №2, с.48-50.

3. Агалаков А.А. Измерительные цепи ёмкостных и индуктивных датчиков. // Приборы, 2001, №8(14), с. 24-27.

4. Агейкин Д.И., Костин Е.Н., Кузнецова Н.Н. Датчики контроля и регулирования. -М., Машиностроение, 1965.-928 с.

5. Адыгезалов B.C. К определению влияния дополнительного сердечника на характеристику соленоидного дифференциально-трансформаторного датчика // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2002, №8, с.42-43.

6. Адыгезалов B.C., Ширипова А.Я. К измерению полезного сигнала линейных многозвенных соленоидных преобразователей.// Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2002. №7, с.44-46.

7. Адыгезалов B.C. Об одной конструкции соленоидного дифференциально трансформаторного датчика перемещений. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. 2003. №2, с.43-45.

8. Алиев Т.М., Мирсалимов P.M., Ибрагимов В.Б. Аналого-цифровые преобразователи угловых перемещений для информационных микромашин // Измерения, контроль, автоматизация, 1979, №2(18), с. 13-20.

9. Алиев Т.М., Салаев А.Р., Ибрагимов В.Б. Индукционно-резистивное вычислительное устройство для преобразования угла в код. -Известия ВУЗов. Сер. Приборостроение, 1975, №10, с. 47-50.10. А.с. №591900.11. А.с. №512483.12. А.с. №446093.

10. А.с. № 875422 (СССР). Преобразователь угла поворота вала в код./ Н.Е. Конюхов, В.В. Иванов. Опубл. в Б.И., 1981, № 39.

11. А.С.№ 1019220 (СССР) Преобразователь перемещений (А.Н.Трофимов, В.И.Быченков). Опубл. В. Б.И., 1983, № 19.

12. Ахмеджанов. Электромеханические преобразователи угла с электрической редукцией. М., Энергия, 1978 -224 с.

13. Баканов М.В., Лыска В.А., Алексеев В.В. Информационные микромашины следящих счётно-решающих систем. М.: Советское радио, 1977,88 с.

14. Баринов Н.И., Трофимов А.А. Датчики углового положения для внутритрубного профилемера. Сборник материалов конференции "Нефтегазовая отрасль: тенденции и перспективы развития". Саратов, 2002, с.20-21.

15. Баринов Н.И,, Трофимов А.А. Универсальный растровый трансформаторный датчик перемещений. Сборник материалов конференции "Человек и Космос" -Днепропетровск, 2002.с. ы2.

16. Баринов Н.И, Трофимов А.А. Датчик углового положения. Сборник материалов международной научно-технической конференции "Проблемы и перспективы развития двигателестроения" -Самара, 2003, с.208-210.

17. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. Учебник М.: Высшая школа, 1983, 536 с.

18. Белый М.И., Корнилов В.В. Магнитные материалы измерительных преобразователей. УПИ. 1967, 105 с.22'. Бондер В. А. Приборы первичной информации. М.: Машиностроение, 1981,344 с.

19. Браславский Д.А., Петров В.В. Точность измерительных устройств. -М, Машиностроение.-1976.

20. Вороничев П.П., Менгазетдинов Н.Э. Инкрементные ёмкостные преобразователи перемещений. // Датчики и системы, 2001, №3, с.6-11.

21. Волгин Л.И. Измерительные преобразователи переменного напряжения в постоянное -М: Сов. Радио, 1977, 240 с.

22. Волгин Л.И. Линейные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. — М.: Сов. Радио, 1971.

23. Гитис Э.И., Пискунов Е.А. Аналого-цифровые преобразователи. — М.: Энергоатомиздат, 1981 -360 с.

24. Гришин A.M., Субботин А.Н. О сопряженном теплообмене между нагретыми инертными телами и реакционно — способной средой // Тепло — и массоперенос. Минск, 1972.Т.2, с.286-294.

25. Дадашева Р.Б., Мамедов Ф.И. Расчёт параметров двухмерного дифференциального датчика перемещений // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2001, №10, с.61-63.

26. Джашитов В.Э. Датчик линейных перемещений для космических летательных аппаратов в условиях теплового удара // Авиакосмическое приборостроение, 2003, №11, -с. 5-13.

27. Джашитов В.Э., Панкратов В.М. Математические модели теплового дрейфа гироскопических датчиков инерциальных систем / Под общей редакций академика РАН В.Г. Пешехонова. СПб.: ГНЦ РФ — ЦНИИ "Электроприбор", 2001.-150с.

28. Домрачев В.Г., Мейко Б.С. О тенденциях развития цифровых преобразователей угла. // Приборы и системы управления, 1978, №10, -с.20-23.

29. Домрачев В.Г. Мейко Б.С. Цифровые преобразователи угла. — М., Энергоатомиздат, 1984. -328 с.

30. Дорофеев A.JI., Казаманов Ю.Г. Электромагнитная дефектоскопия, 1980.

31. Дульнев Г.Н., Парфенов В.Г., Сигалов А.В. Методы расчета теплового режима приборов. М.: Радио и связь, 1990. 312 с.

32. Жданкин В. Поворотные шифраторы: основные типы и некоторые особенности применения // Современные технологии автоматизации, 2001, №2, с.68-79.

33. Зельдович Я.Б., Баренблатт Г.И. и др. Математическая теория горения и взрыва. М.: Наука, 1980. 478 с.

34. Иващенко Н.Н. Автоматическое регулирование. М.: Машиностроение, 1978. - 736 с.

35. Исхаков . P.P., Ясовеев В.Х. Принципы построения магнитострикционных датчиков перемещения // Датчики и системы, 2001, №3, с.53-60.

36. Калантаров П.Л., Цейтлин Л.А. Расчёт индуктивностей. -Л.: Энергоатомиздат, 1986.

37. Крысин Ю.М., Трофимов А.А. Анализ методов обработки периодических выходных сигналов аналого-цифровых преобразователей перемещений. Межвузовский сборник научных трудов «Информационно-измерительная техника», выпуск 28.-Пенза, 2003, с. 10-16.

38. Конаков Н.Д., Баринов Н.И., Богонин Б.В. Трансформаторные датчики линейных перемещений.// Приборы и. системы управления, 1990, №10, с.17-18.

39. Конаков Н.Д., Трофимов А.А. Высокотемпературные датчики перемещений на основе металлокерамических катушек индуктивности. Сборник Российско-Германской конференции "Датчики и Системы".-Санкт- Петербург 2002, с. 242-245.

40. Конюхов Н.Е., Кочкарёв B.C., Иванов В.В., Трофимов А.Н. Устройство для измерения больших линейных перемещений // Приборы и системы управления, 1982, №8.

41. Конюхов Н.Е., Медников Ф.М., Нечаевский M.J1. Электромагнитные датчики механических величин -М.: Машиностроение, 1987.

42. Корн Г. Корн Т. справочник для научных работников и инженеров/пер. с англ.; Под ред. И.Г. Арамановича. М.: Наука, 1970.

43. Кочкарёв B.C. Разработка и исследование электромагнитных цифровых преобразователей перемещения. Канд. диссертация. Уфа, 1982, 223 с.

44. Курахтанов Г.И., Москалев А.И., Тараев В.Ф. Метод преобразования угла поворота вала в код // Приборы и системы управления, 1978, №10, с.24-26.

45. Лыков А.В. Теория теплопроводности. -М.: Высшая школа, 1967,-600 с. .

46. Мамедов Ф.И., Дадашева Р.Б., Мамедов Д.Ф. Двухмерный индуктивный датчик для одновременного измерения двух технологических параметров. // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2001, №5, с. 54-55.

47. Морозов В.И. Динамические свойства датчика быстрых угловых перемещений источника излучений. Датчики и системы, 2001, №3, с. 1821.

48. Мокров Е.А., Алавердов В.В., Гориш А.В., Тихонов А.И., Тихонов С.А, Тихоненков В.А. Оценка и обеспечение динамическихсвойств датчиков механических величин. Учебное пособие. М.: МГУЛ, 2001.-31 с.

49. Мокров Е.А. НИИ Физических измерений. Специализация -космические датчики // Датчики и системы, 2000, №1, с. 14-16.

50. Мокров Е.А., Тихомиров Д.В., Трофимов А.А. Моделирование воздействия неоднородных нестационарных тепловых полей на датчики давления и перемещений. -Научно-техиический семинар, Таганрог, 2003.

51. Мочалов А.В., Румянцев О.А. Инерциально-магнитометрические системы определения поступательных перемещений и угловой ориентации. Навигация и управление движением. Сборник докладов. Санкт-Петербург, 2000, с. 286-293.

52. Муттер В.М. Аналого-цифровые автоматические системы. Л.: Машиностроение, 1981, 199 с.

53. Панфилов Р.К. Принципы построения измерителей рассогласования следящих систем. М.: Энергия, 1973, 112 с.

54. Прохоров Д.С., Свистунов Б.Л. Измерительный преобразователь угла поворота с емкостным датчиком // Датчики и системы 2003, №2, с. 56-57.

55. Середенин В.М. Измерительные устройства с высокотемпературными трансформаторными датчиками перемещения. -Л.: "Энергия", 1968.

56. Сергеев С.А. Индуктивные датчики линейных перемещений // Датчики и системы, 2001, №8, с. 52-53.

57. Смолов В.Б. Функциональные преобразователи информации. Л.: Энергоатомиздат, 1981, 248 с.

58. Смолов В.Б., Кантор E.JI. Мостовые вычислительные устройства. -Л.: Энергия, 1971, 176 с.

59. Соболев B.C. Шкарлет Ю.М. Накладные и экранные датчики. -"Наука", Москва, 1996.

60. Сулаберидзе В.Ш., Валлиуллин Ф.Х., Котов Н.П. Математическое моделирование взаимоиндуктивных датчиков линейных перемещений // Датчики и системы, 2003, №2,с. 7-10.

61. Темников Ф.Е., Славинский В.Л. Математические развёртывающие системы. М.: Энергия, 1970, 120 с.

62. Трофимов А.А. Многофункциональный датчик перемещений. Сборник материалов конференции "Измерения 2002". Пенза, 2002, с.40-41.

63. Трофимов А.А. Анализ инструментальных погрешностей растровых трансформаторных преобразователей. Сборник материалов ВНТК «Методы и средства измерения в системах контроля и управления» Пенза, 2001, с. 14-15.

64. Трофимов А.А. Бесконтактный датчик перемещений на основе металлоплёночного чувствительного элемента. Сборник трудов международной конференции "Методы и средства измерения в системах контроля и управления". Пенза, 2002, с. 41 42.

65. Трофимов А.А., Конаков Н.Д., Глухов О.Д. Амплитудно-фазовый трансформаторный датчик перемещений с фазовым выходом. Патент на изобретение № 2208762.

66. Трофимов А.Н. Унифицированные трансформаторные преобразователи перемещений с растровым сопряжением ферромагнитных элементов. Кандидатская диссертация, Куйбышев, 1984.

67. Трофимов А.Н., Трофимов А.А. Растровый трансформаторный датчик угловых перемещений. Сборник трудов международной конференции "Методы и средства измерения в системах контроля и управления". Пенза, 2002, с. 19 20.

68. Трофимов А.Н., Быченков В.И. Растровые трансформаторные датчики перемещений // Приборы и системы управления, 1990, №10, с.15-17.

69. Туричин A.M. Электрические измерения неэлектрических величин. -JL: "Энергия", 1977.

70. Ураксеев М.А., Капунас К.Н., Шишкин C.JI. Трансформаторные датчики электрического тока // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2002, №11, с.37-39.

71. Ураксеев М.А., Кагарманов В.Н. Распределение магнитных потоков в электромагнитных датчиках перемещений // Датчики и системы, 2003, №1, с.33-36.

72. Фролов Ю.В. (ред) Теория горения и взрыва. -М.: Наука, 1981,с.412

73. Яковлев Н.И. Проблемы проектирования бесконтактных средств измерения с магниточувствительными датчиками // Приборы, 2002, №9, с.22-29.

74. Сулаберидзе В.Ш., Валлиулин Ф.Х. Котов Н.П., Чернобровкин Ю.В. Методы снижения температурной погрешности индуктивных и взаимоиндуктивных датчиков // Датчики и системы, 2001, №9, с. 18-21.

75. Осадчий Е.П. Проектирование датчиков для измерения механических величии -М.: Машиностроение, 1979.

76. Левшина Е.С., Новицкий П.В. Электрические измерения физических величин -Л.: Энергоатомиздат, 1983.

77. Куликовский К.Л., Купер О.Я. Электрические измерения физических величин. -М.: Энергоатомиздат, 1986.

78. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений—Л. Энергоатомиздат, 1991.

79. Каталог фирмы ANALOG DEVICES Inc. 1992, p. 10-23.

80. Ara.K.A. Differential transformer with temperature and excitation-independent output // IEEE. Trans, on Instrum. and Measurement, 1972. V.IM-21, №3, p. 249-255.

81. Scott Orlosky. Specifications for Encoder Selection & Installation // Measurement and Control -September 2000 -Issue 201 -Pp. 139-143.

82. Gerald S. Cordon. Square Waves and Pulses: A Clarification // Measurements & Control. -1998. September.

83. Измерительная . система перемещений с температурной компенсацией. Заявка 19919042 Германия, МПК7 601 В 21/02, G 01В 11/02. Заявл. 27.04.1999; опубликовано 02.11.2000.

84. Джашитов В.Э, Панкратов В.М., Улыбин В.И., Мокров Е.А., Метальников В.В., Семенов В.А. Влияние тепловых воздействий на датчик давления для космических летательных аппаратов // Авиакосмическое приборостроение, №7, 2003, с. 2-9.

85. Аксененко В.Д. Автоматическая коррекция погрешности датчика угла // Авиакосмическое приборостроение, №6, 2003, с. 2-7.

86. Годунов В.А., Рожков П.Б., Степанов Д.В. и др. Современные датчики физических величин для авионики // Авиакосмическое приборостроение, №6, 2003, с. 13-18.