Розроблено метод вимірювального контролю кутових положень, який допомагає досягнути максимального значення швидкодії, що обмежується тривалістю перехідного процесу об'єкту контролю. Вдосконалено математичну модель пускових характеристик (ПХ) чотирифазних крокових електромеханічних перетворювачів (КЕП), яка допомагає враховувати низькочастотні провали моменту і явище змінення активного опору обмоток в результаті нагрівання. Модифіковано метод автоматизованого контролю ПХ КЕП, швидкодія яких більш, як у 100 разів вища. Запропоновано методику автоматизованої метрологічної атестації та нормування похибок відпрацювання кроку, що допомагає класифікувати об'єкти контролю за класами точності. Розроблено програмне забезпечення для моделювання електромеханічних процесів у крокових перетворювачах в статичному та пусковому режимах роботи, а також макетний зразок засобу контролю параметрів КЕП, що забезпечує максимальну швидкодію.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено розробці та дослідженню принципів побудови та створенню нових аналогових функціональних перетворювачів з підвищеною точністю та розширеними функціональними можливостями на основі використання явища перерозподілу заряду в комутованих конденсаторах аналогових функціональних перетворювачів на комутованих конденсаторах (АФПК). Виконано класифікацію перетворювачів. Запропоновано та розроблено нові класи АФПК, зокрема, типу: логарифматор-антилогарифматор, N-логарифматорів-антилогарифматор на двох і одній конденсаторних комірках; з додатковим арифметичним блоком, а також - аналого-цифрові функціональні перетворювачі. Розроблено математичні та фізичні моделі АФПК. Запропоновано аналітичні вирази для характеристик перетворення та оцінки похибок АФПК. Розроблено алгоритми та пакет прикладних програм для дослідження АФПК на ЕОМ і макетні зразки АФПК, наведено результати досліджень.

  Скачати повний текст

Побудовано та досліджено математичну модель прямокутних плоских асиметричних біморфних випромінювачів п'єзокерамічних перетворювачів (АБВПП), розраховано їх основні коливальні та електроакустичні характеристики (резонансні частоти та чутливість) за різних видів закріплення. Запропоновано спрощений аналітичний метод визначення форми згинних коливань біморфного перетворювача з урахуванням дисипативних втрат, виражених через середнє значення логарифмічного декременту згасання. Досліджено електроакустичні характеристики (амплітудно-частотну, коефіцієнт передачі за напругою та діаграму спрямованості - ДС) трикутних, прямокутних, круглих та еліптичних АБВПП. Установлено оптимальні співвідношення площ п'єзоелементу та металевої пластини прямокутних, трикутних і еліптичних перетворювачів, що дають змогу одержати максимальну чутливість цих АБВПП. Уперше для розширення частотного діапазону АБВПП застосовано електромеханічний негативний зворотний зв'язок. Розвинуто теорію об'ємних п'єзокерамічних перетворювачів. Побудовано та досліджено математичну модель об'ємних АБВПП. Розроблено методику розрахунку звукових полів, одержано формули для опору випромінювання та коефіцієнта концентрації, проведено розрахунки ДС.

  Скачати повний текст

Удосконалено відомі та створено нові компоненти комп'ютерних систем, систем управління вимірювальних пристроїв, а саме: п'єзокерамічних трансформаторів, які використовуються для датчиків (перетворювачів) механічних величин. Розвинуто теорію мономорфних п'єзоелектричних трансформаторів, які використовуються для створення датчиків механічних величин, зокрема, побудовано та досліджено більш точні математичні моделі дискових п'єзоелектричних трансформаторів. Вивчено теорію біморфних п'єзотрансформаторів. Адаптовано математичну модель п'єзоелектричного трансформатора для вигибних коливань, а також уточнено електричну еквівалентну схему біморфного п'єзотрансформатора. Побудовано та досліджено моделі та схеми підключення домено-дисипативних п'єзотрансформаторів і датчиків на їх основі, що дозволило підвищити чутливість і розширити робочий діапазон частот. Запропоновано та досліджено метод контролю та діагностування п'єзоелектричних трансформаторів, який передбачає збудження п'єзоелектричних трансформаторів електричним сигналом у формі меандру та діагностування п'єзоелектричних трансформаторів за виглядом перехідної характеристики.

  Скачати повний текст

Поглиблено теорію аналого-цифрового перетворення на основі надлишкових позиційних систем числення, досліджено методи самокалібрування високоточних порозрядних аналого-цифрових перетворювачів (АЦП), побудованих на неточній елементній базі. Показано, що всі паралельні цифро-аналогові перетворювачі (ЦАП), що використовуються у порозрядних АЦП, діляться на ЦАП з безпосереднім та приведеним балансом похибок. Удосконалено методи самокалібрування ваг розрядів за стратегіями "знизу - догори" та "згори - донизу". Доведено, що похибки врівноваження після самокалібрування мають нормальний закон розподілу. Виведено аналітичні залежності, що дозволяють визначити оптимальні щодо точності параметри процедури самокалібрування. Запропоновано методику евристичного синтезу структур порозрядних АЦП, що самокалібруються.

  Скачати повний текст

Розроблено та досліджено інформаційно-вимірювальну систему (ІВС) діагностування безконтактних електромеханічних перетворювачів (БЕМП), які працюють на підвищених частотах обертання, з підвищеною методичною й інструментальною складовими достовірності діагностування. Запропоновано структурно-алгоритмічний підхід щодо побудови ІВС діагностування БЕМП. Розроблено методи діагностування БЕМП з комплексним врахуванням несправностей під час випробувань та безперервного діагностування на базі нейронечіткого підходу. Розроблено й апробовано вимірювальний канал кутової швидкості з адаптивною зміною роздільної здатності, який має нормовану похибку вимірювання у всьому діапазоні зміни кутової швидкості. Розроблено алгортим ідентифікації діагностичних параметрів обмоток на базі використання функцій чутливості. Запропоновано метод визначення інструментальної складової достовірності діагностування в ІВС за умов дії законів розподілу діагностичних параметрів відмінних від нормального. На підставі нових методів розроблено апаратні, алгоритмічні та програмні засоби, які використано для формування ІВС діагностування БЕМП. Проведено експериментальні дослідження, які підтверджують одержані теоретичні результати.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена питанню побудови нелінійних математичних моделей первинних перетворювачів фізичних величин. Розроблені методики та алгоритми грунтуються на апроксимаційній теорії, зокрема, мінімаксній апроксимації та методі найменших квадратів. Отримані способи апроксимацій градуювальних характеристик первинних перетворювачів дозволяють досягнути точності наближень вищої в кілька разів у порівнянні з існуючими за однакової кількості параметрів. Використання розробленої методики автоматичного знаходження параметрів деяких лінеаризуючих схем дає можливість у два-три рази зменшити похибку вимірювань, зумовлену нелінійністю первинних перетворювачів вимірювальних пристроїв, не вносячи додаткових ускладнень в їх структуру.

  Скачати повний текст

Виконано теоретичні обгрунтування, розроблено математичні моделі та алгоритми перетворення інформації, одержаної за допомогою пристрою для виміру малих переміщень, чутлива частина якого розташована в надпровідному екрані. Показано, що алгоритм базується на аналітичних методах розв'язання прямої задачі магнітостатики за використання методу "вторинних джерел", які забезпечують створення нових інформаційних технологій перетворення інформації у задачах вимірювання величини переміщення "пробного тіла". Одержано аналітичні співвідношення для електромагнітних процесів (в наближенні електростатики) в системі підвісу чутливого елемента "гравіметра", що дозволило визначити основні параметри вихідного сигналу пристрою за заданими геометричними розмірами, характеристиками магнітів і параметрами магнітного екрана. Вперше одержано оригінальні рівняння математичних моделей електромагнітних процесів в області чутливої частини датчика переміщень для кількох варіантів конструкції приладу, які, на відміну від відомих, враховують вплив контейнера-екрана на електромагнітні процеси в пристрої. Вирішено важливу задачу щодо розрахунку розподілу компонентів напруженості магнітного поля та градієнта потоку. Розроблено прикладне програмне забезпечення та проведено моделювання електромагнітних процесів в робочій зоні датчика переміщень, що дозволило на етапі проектування пристрою оцінити його інтегральні характеристики за різних вхідних параметрів і виконати оптимізацію конструкції.

  Скачати повний текст

Досліджено оператор корекції динамічних похибок електричних вимірювальних перетворювачів тензодавачів. Запропоновано для побудови оператора корекції динамічних похибок вимірювань сигналів тензомостів математичний вираз, максимум якого дозволяє обирати вейвлет, з використанням якого досягається мінімальне середньоквадратичне відхилення похибки вимірювання сигналу без втрати стійкості оператора корекції. Вдосконалено метод придушення шуму під час корекції динамічних похибок вимірювань сигналів тензомостів. Одержано оцінки впливу похибки ідентифікації динамічної моделі електричного вимірювального перетворювача тензодавача на середньоквадратичну похибку скорегованого сигналу та показано, що оператор корекції є малочутливим щодо даної похибки.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Робота є розвитком теоретичних і практичних досліджень по створенню аналого-цифрових перетворювачів частотно-часової групи, принцип роботи яких заснований на методі збігу імпульсів. Встановлено, що масштабно-часове перетворення однократного часового інтервалу призводить до появи пакету збігів двох регулярних імпульсних послідовностей близьких частот проходження, визначення тривалості якого на низькій частоті здійснюється з високим ступенем точності. Запропоновано методи перетворення однократного часового інтервалу, які мають малу методичну похибку, алгоритми і структури для їхньої реалізації. Визначені основні дестабілізуючі чинники і досліджені основні похибки перетворення, кількісні оцінки яких свідчать про високу точність перетворення запропонованих методів, а також можливість використання таких перетворювачів в системах автоматичного керування просторовим місцеположенням об'єктів.

  Скачати повний текст

Розроблені теоретична база та методи побудови засобів контролю на основі безконтактних перетворювачів кутових переміщень (ПКП), обгрунтовано вибір та розроблено методи розширення діапазону вимірювання, а також підвищення точності ПКП. Розроблені структурні методи розширення функціональних можливостей ПКП. Запропоновано багатообертові перетворювачі кутових переміщень (БПКП) на основі грубої і точної шкал. Розроблена методика повірки та проаналізовані похибки ПКП, дані рекомендації щодо їх усунення.

  Скачати повний текст

Висвітлено проблему підвищення швидкодії та вірогідності контролю параметрів водно-дисперсних середовищ (ВДС) за допомогою оптичних автоматизованих засобів за умов глибинного режиму (ГР) і розробки на їх підставі нового методу контролю дисперсності. З використанням методу ГР викладено контрольно-вимірювальні засоби для дослідження дисперсності ВДС. Удосконалено існуючі методики спектрофотометричних вимірювань і контролю тіл яскравості та індикатрис розсіювання модельних і природних ВДС. Наведено математичні моделі перетворення випромінювання оптичними первинними перетворювачами й об'єктами контролю. Досліджено можливі реалізації автоматизованих засобів контролю та створено відповідне програмне забезпечення їх функціонування й обробки одержаної інформації. Здійснено експериментальні дослідження тіл яскравості ВДС різноманітної природи та походження за умов ГР, на підставі яких розроблено метод контролю дисперсності ВДС.

  Скачати повний текст

Уперше одержано математичні моделі ферозондових давачів орієнтації (ФДО), що враховують величини: неточної установки карданних підвісів з ФДО у площину нахилу та за вертикаллю місця; відхилення осей чутливості ферозондів від взаємної ортогональності; розходження електричних параметрів кожного ферозонда, а також вплив температури навколишнього середовища. Розвинуто елементи теорії визначення азимуту та зенітного кута за допомогою ФДО завдяки використанню штучного магнітного поля кілець Гельмгольца та карданних підвісів. Розроблено новий метод одночасного визначення азимута та зенітного кута за допомогою ФДО. Розроблено принцип створення автоматичних систем управління повіркою магніточутливих давачів орієнтації, який дає змогу проводити повірку без механічного повороту ФДО на базі використання шести пар кілець Гельмгольца, три з яких компенсують навколишнє магнітне поле, а три інші взаємно ортогональні пари кілець Гельмгольца створюють штучне магнітне поле, яке імітує МПЗ та обертається, задаючи зразкові кути орієнтації.

  Скачати повний текст

Розвинуто порозрядний та рекурентний методи логарифмічного аналого-цифрового перетворення (ЛАЦП) на комутованих конденсаторах. Виявлено джерела похибок і встановлено, що вплив на процес перетворення неідеальності елементів проявляється в основному через ефекти проникнення напруги управління ключами та передачі паразитного заряду заслонів ключів, а також через струми витікання. Запропоновано математичні моделі похибок порозрядних ЛАЦП з накопиченням заряду, які дозволяють аналітично оцінити точність порозрядних ЛАЦП. Розроблено ряд структурних, функціональних і принципових схем порозрядних і рекурентних ЛАЦП з покращеними метрологічними характеристиками.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена теоретичним, експериментальним дослідженням і розробці одно- та багатоканальних прецизійних формувачів великих та середніх часових інтервалів функціонуючих з урахуванням запропонованих алгоритмів перетворювання цифрових кодів у часові інтервали високої точності. Основні результати роботи знайшли промислове застосування в проектуванні нових типів прецизійних формувачів часових інтервалів.

  Скачати повний текст

Розглянуто шляхи підвищення точності електричних компенсаційних вимірювальних перетворювачів (ЕКВП) у динамічному режимі роботи тестовими методами на базі теорії реляційно-різницевих моделей операторів динамічної корекції їх вхідних сигналів. Описано математичну модель динамічної похибки ЕКВП з аперіодичною передаточною функцією за нелінійного вхідного сигналу, модель системи тестового контролю для вимірювальних каналів, що містять статичний ЕКВП з урахуванням індуктивності лінії зв'язку. Наведено розрахунки залежності динамічної похибки ЕКВП з аперіодичною передаточною функцією за різних параметрів вхідного сигналу, а також алгоритми тестового контролю ЕКВП з аперіодичною передаточною функцією за різних форм вхідного сигналу. Для статичного ЕКВП виконано розрахунки залежності похибки визначення динамічних параметрів за зміни параметрів лінії зв'язку. Охарактеризовано комп'ютерне моделювання перехідних процесів, що мають місце за зміни параметрів лінії зв'язку для вимірювальних каналів зі статичним ЕКВП. Наведено оцінки динамічної похибки для різних моделей астатичних компенсаційних вимірювальних перетворювачів. Описано дослідницький зразок медичної системи контролю балансу ваги у хворих реанімаційного відділення. Визначено параметри астатичної замкнутої системи з метою забезпечення мінімуму динамічної похибки. Запропоновано вирішення задачі метрологічної координації систем вимірювання на основі теорії нечітких множин.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Створено теоретичні та реалізаційні засади аналізу та побудови цифрових частотно-залежних перетворювачів з регульованою точністю (ЦЧПРТ) з удосконаленими властивостями для систем керування, які забезпечують роботу перетворювача за заданих похибок частотних характеристик у робочому частотному діапазоні, а також реалізації цих перетворювачів у структурних схемах з мінімальним рівнем пошуку шуму квантування. Запропоновані засади базуються на методах формування опису ЦЧПРТ, контролю їх рівня вихідного шуму квантування та формування структурної організації, що сприяло регулюванню точності перетворювачів та підвищенню ефективності системи керування. Відзначено, що корекція елементарної складової завдяки використанню пристрою корекції дозволяє одержати квазіідеальні частотні характеристики ЦЧПРТ. Наголошено, що залежно від задачі, яку вирішують, та вимог до частотних характеристик, необхідно вибирати варіант і метод корекції. З метою зниження сумарного рівня шуму квантування запропоновано комплексний підхід і метод щодо його аналізу й оцінки для реалізації ЦЧПРТ високого порядку та обрання структурної організації перетворювача з мінімальним рівнем вихідного шуму квантування у робочому частотному діапазоні.

  Скачати повний текст

Розроблено методи та засоби удосконалення п'єзоелектричних акселерометрів, а також принципи побудови конструктивних схем монолітних, багатоелементних мономорфних, біморфних, триморфних одно- і трикоординатних акселерометрів, а також підсилювачів заряду до них. Наведено методи розрахунку циліндричних монолітних акселерометрів, а також акселерометрів з біморфними чутливими елементами, закріпленими у центрі чи по твірній. Побудовано та досліджено механічну та математичну моделі багатоелементного акселерометра для отримання інформації про вплив розмірів акселерометра на його параметри. Досліджено вплив контактних явищ на чутливість акселерометрів, параметрів вимірювальних ланцюгів на характеристики акселерометрів. Для розв'язання даних задач використано методи лінійної теорії електропружності. Для побудови приблизних рішень використано методи теорії коливань для систем із зосередженими параметрами, методи теорії автоматичного керування і математичної статистики.

  Скачати повний текст