Снігур Анатолій Васильович. Високоточна швидкодіюча ІВС опрацювання стрибкоподібних сигналів на базі АЦП із ваговою надлишковістю

Краткое описание

Снігур Анатолій Васильович. Високоточна швидкодіюча ІВС опрацювання стрибкоподібних сигналів на базі АЦП із ваговою надлишковістю : Дис... канд. наук: 05.11.16 - 2007.

Снігур А. В. Високоточна швидкодіюча ІВС опрацювання стрибкоподібних сигналів на базі АЦП із ваговою надлишковістю. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.11.16 інформаційно-вимірювальні системи. Вінницький національний технічний університет, Вінниця 2007.
Дисертація присвячена підвищенню точності та швидкодії ІВС для опрацювання стрибкоподібних сигналів. Запропоновано метод коригування похибок комутатора. Запропоновано підходи підвищення точності та швидкодії ІВС для опрацювання стрибкоподібних сигналів. Розроблено математичні моделі стрибкоподібних сигналів. Розроблено багатоканальну ІВС для опрацювання стрибкоподібних сигналів. Розроблено рекомендації щодо структурної організації вимірювальних каналів ІВС на базі АЦП із ваговою надлишковістю на низькоточних аналогових вузлах. Запропоновано спростити вимірювальний канал системи. Розроблено рекомендації для вибору елементної бази аналогових вузлів вимірювального каналу, зокрема, підсилювачів із гальванічної розв’язкою.
На основі теоретичних результатів та запропонованих підходів розроблено програмне забезпечення для моделювання процесу оцінювання параметрів стрибкоподібних сигналів, розроблено системи для сейсморозвідки та акустичних вимірювань та реалізовано блок попереднього аналізу і вибору точок акупунктури.

У дисертаційній роботі виконано дослідження, присвячені підвищенню точності та швидкодії ІВС для опрацювання стрибкоподібних сигналів. Результати дослідження є внеском у розвиток теорії ІВС, зокрема, у випадку їх застосування для опрацювання стрибкоподібних сигналів, оскільки доводять, що використання АЦП на основі вагової надлишковості як ядра” вимірювального каналу та включення його у контур калібрування дозволяє підвищувати точність при отриманні відповідних вимірювальних даних шляхом коригування статичних, компенсації динамічних похибок, а також будувати зазначені ПІ на неточній елементній базі.
Основні результати досліджень є такими:
1. Здійснено аналіз існуючих підходів до побудови високоточних швидкодіючих ІВС для опрацювання стрибкоподібних сигналів. Показано, що актуальним для досягнення потрібних метрологічних характеристик доцільно використовувати процедуру самокалібрування статичних похибок аналогових вузлів вимірювального каналу і компенсації динамічних похибок першого і другого роду. Це можливо здійснити шляхом включення до структури ІВС АЦП із ваговою надлишковістю, що самокалібрується.
2. Вперше запропоновано метод коригування похибок комутатора вимірювального каналу ІВС опрацювання стрибкоподібних сигналів, що дозволяє зменшити її удвічі, а також загальну інструментальну похибку каналу та підвищити точність вимірювань.
3. Вдосконалено метод підвищення точності ІВС для опрацювання стрибкоподібних сигналів, який відрізняється від існуючих тим, що базується на введенні до структури вимірювального каналу системи як ядра” порозрядного АЦП із ваговою надлишковістю, що самокалібрується, та включенням його у контур коригування статичних похибок каналу.
4. Вдосконалено метод підвищення швидкодії ІВС для опрацювання стрибкоподібних сигналів, який відрізняється від існуючих тим, що базується на компенсації динамічних похибок першого та другого роду у вимірювальному каналі шляхом уведення до його структури порозрядного АЦП із ваговою надлишковістю.
5. Дістали подальшого розвитку математичні моделі динамічних похибок другого роду, що виникають у вимірювальному каналі під час змінення вхідних сигналів, і які можна значно зменшити (на 1-2 порядки) за рахунок їх компенсації у порозрядному АЦП, що входить до складу ІВС.
6. Розроблено рекомендації щодо структурно-алгоритмічної організації високоточних швидкодіючих вимірювальних каналів ІВС на базі АЦП із ваговою надлишковістю, що самокалібрується. Періодичне використання процедури самокалібрування дозволяє значно зменшити статичні похибки вимірювань, у тому числі під час змінення умов навколишнього середовища. Показано також, що можливість компенсації динамічних похибок другого роду дозволяє спростити вимірювальний канал шляхом вилучення з його структури пристрою вибірки і зберігання.
7. Розроблено рекомендації для вибору аналогових вузлів вимірювального каналу ІВС, зокрема, АЦП, комутатора, а також масштабних підсилювачів на базі підсилювачів струму із гальванічною розв’язкою, що зменшує можливість протікання у вхіді колі ІВС електричних струмів витікання.
8. Розроблено ІВС, що самокалібруються, для сейсморозвідки з вибором параметрів аналого-цифрового перетворення з урахуванням швидкості змінення сигналів, акустичних вимірювань, блок попереднього аналізу і вибору точок акупунктури. Розроблено також програмне забезпечення для моделювання процесів компенсації динамічних похибок другого роду та оцінювання параметрів стрибкоподібних сигналів.