LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Цифрові перетворювачі енергетичних характеристик на основі малохвильового перетворення сигналів

Національний університет „Львівська політехніка"





Наконечний Ростислав Адріанович



УДК 681.325+621.317



ЦИФРОВІ ПЕРЕТВОРЮВАЧІ ЕНЕРГЕТИЧНИХ ХАРАКТЕРИСТИК

НА ОСНОВІ МАЛОХВИЛЬОВОГО ПЕРЕТВОРЕННЯ СИГНАЛІВ




05.11.05 - прилади та методи вимірювання електричних та

магнітних величин




Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук











Львів – 2002

Дисертацією є рукопис

Робота виконана у Національному університеті „Львівська політехніка"

Міністерства освіти і науки України

Науковий керівник - доктор технічних наук, професор,

Заслужений винахідник України

Дудикевич Валерій Богданович,

завідувач кафедри „Автоматика та телемеханіка"

Національного університету „Львівська політехніка"

Офіційні опоненти - доктор технічних наук, професор

Губар Валентин Іванович,

Національний технічний університет „Київський

політехнічний інститут" МОН України, м. Київ,

професор кафедри

кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Ванько Володимир Михайлович,

Національний університет „Львівська політехніка"

МОН України, м. Львів,

доцент кафедри

Провідна установа - Державний науково-дослідний інститут метрології вимірювальних і управляючих систем (ДНДІ „Система") Держстандарту України (м. Львів), науково- дослідний відділ розроблення теоретичних та науково-методичних основ метрологічного забезпечення ВІС та АСКТП

Захист дисертації відбудеться „ 28 " березня 2003 р. о 1630 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 35.052.08 у Національному університеті „Львівська політехніка" (79013, Львів-13, вул.С.Бандери,12, ауд. 226 головного корпусу).

З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету „Львівська політехніка" за адресою: 79013, Львів, вул.Професорська,1

Автореферат розісланий „ 21 " лютого 2003 р.

Вчений секретар спеціалізованої

вченої ради, д.т.н., проф. Луцик Я.Т.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Темпи технічного прогресу як в сфері матеріального виробництва, так і наукових досліджень суттєво залежать від технічного рівня обчислювальної і вимірювальної техніки, зокрема засобів перетворення і вимірювання різних інформативних параметрів змінних сигналів. Переважно в електричних колах і вимірювальних системах особлива увага зосереджується на оцінці таких енергетичних характеристик як середньоквадратичне значення (СКЗ) напруги, повна, активна і реактивна потужності та енергія сигналів. Досягнення високої точності, швидкодії та завадостійкості вимірювання згаданих параметрів дає можливість оптимізувати режими роботи різних пристроїв, приладів і систем, зменшити їх енергоємність і таким чином здійснювати економію енергетичних ресурсів.

Для вимірювання і реєстрації різних енергетичних характеристик сигналів вітчизняними та закордонними фірмами випускається ряд цифрових приладів. За кордоном такі прилади випускають відомі фірми: Hioki i YEW (Японія), Yewtec Corp і General Electric (США) і Norma (Австрія). Кращі серед цих приладів вимірюють згадані енергетичні характеристики з точністю, яка не перевищує сотих часток відсотка в діапазоні (50 – 1000) Гц при значному часі вимірювання (не менше 0,2 сек). Однак при наявності різних видів завад ці метрологічні характеристики суттєво погіршуються.

На даний час до парку кращих вітчизняних вимірювачів активної потужності відносять Ф48611 і Ф4852. Похибка вимірювання СКЗ напруги та активної потужності в них складає (0,5–1)% в діапазоні частот (45 – 1000) Гц при часі вимірювання 2 сек. При цьому вплив завад на результат вимірювання цілком не регламентується. Таким чином, прилади, що випускаються, мають недостатньо високі метрологічні характеристики, не володіють належною завадостійкістю і в діапазоні промислових, звукових, а особливо ультразвукових частот не повною мірою задовольняють споживачів. Проте необхідність у таких приладах існує при оптимізації процесів високоточного ультразвукового зварювання, при автоматичному регулюванні температури об'єктів, а також у різних галузях медицини. Особлива потреба в таких приладах є в енергетиці, а також при розробці та експлуатації вимірювальних систем, що містять різні типи електро- та гідроакустичних перетворювачів. Специфіка таких вимірювань полягає в тому, що потреба забезпечення необхідної точності і швидкодії в них нерозривно пов'язана із одночасним підвищенням завадостійкості перетворення вимірювальних сигналів. Хоча сучасний стан засобів вимірювальної техніки дозволяє отримати високі рівні кожної із метрологічних характеристик окремо, їх покращання в комплексі представляє досить складну задачу. На даний час вимірювання енергетичних характеристик здійснюються, переважно, різними непрямими методами, які мають низьку точність та завадостійкість і відзначаються великим об'ємом оброблення вимірювальної інформації.

Питанням вимірювання енергетичних характеристик в діапазоні промислових і звукових частот присвячено багато праць, зокрема таких авторів: А.Я. Безікович, В.І. Губара, Ш.Ю. Ісмаілова, І.П. Клісторіна, В.У. Кізілова, П.П. Орнатського, В.С. Попова, Ю.М. Туза, В.Д. Циделка, Б.Й. Швецького, В.М. Шляндіна та ін.

Останнім часом для вимірювання енергетичних характеристик сигналів розроблені цифрові прилади з використанням мікропроцесорів. Вони відзначаються широкими функціональними можливостями та покращаними експлуатаційними характеристиками. Однак через низьку завадостійкість в них неможливо досягнути високих метрологічних характеристик. Для підвищення завадостійкості в таких приладах переважно використовують вагове інтегрування. Завдяки цьому, при заданій завадостійкості можна досить ефективно оптимізувати швидкодію приладів, а також підвищити їх точність вимірювання. Розвитку даного напрямку забезпечення завадостійкості вимірювальних пристроїв і приладів присвячено багато праць. Вагомий внесок в створення теоретичних основ побудови і практичної реалізації завадостійких вимірювальних пристроїв на основі вагового інтегрування внесли ряд вчених: І.М. Вишенчук, В.С. Гутніков, М.М. Дорожовець, В.М. Маліновский і їх учні. Ними були розроблені і запропоновані ряд алгоритмів, які базуються на використанні кусково-сталих, в тому числі однорівневих вагових функцій. Одними з найдосконаліших методів вагового усереднення вважаються модуляційні методи, основною перевагою яких є можливість реалізації вагових усереднювачів на базі найбільш розповсюджених і високоточних вимірювальних перетворювачів частотно-часової групи без зниження їх точності.

Необхідно відзначити, що проблеми реалізації вагового усереднення пов'язані з питаннями