Введение к работе
Актуальность. Точность является высшим критерием любого измерительного процесса, поэтому повышение точности измерительных устройств всегда остается актуальной задачей измерительной техники. Решение этой проблемы осуществляется различными методами.
Конструши&но-технологические метода уменьшения погрешностей, включающие в себя консервативные и адаптивные методы, суть которых заключается в защите измерительных устройств от действия побочных возмущающих факторов и в снижении чувствительности измерительного устройства к этим факторам соответственно, связаны с подбором качественных материалов и высокой технологией, использованием новых физических явлений. В связи с высокой стоимостью, а иногда и малой эффективностью их применение в ряде случаев оказывается нецелесообразным.
Другим способом уменьшения погрешностей является получение в процессе измерения дополнительной информации о погрешностях измерения, позволяющей исключить влияний последних на результат измерения. Это достигается за счет введения структурной, временной и структурно-временной избыточности. Методы повышения точности, разработанные на этой основе называются сшрук-туркьики или сщутурночхлгортшхчеакили.
Благодаря средствам вычислительной техники применение для повышения точности измерения структурно-алгоритмических методов становится естественным и аффективным.
В то же время представляет постоянный интерес измерение комплексных величин, образующих важный и обширный класс электрических величин и несущих информацию о качестве изделий, свойствах веществ, протекании процессов.
Одним из структурно-алгоритмических методов является недавно предложенный метод сложного отношения ( ЫСО ), основанный на использовании главного проективного инварианта. Возможности этого метода исследованы до сего времени применительно лишь к одномерным, скалярным величинам.
Целесообразность применения МСО к измерению комплексных величин вытекает из того фанта, что измерительные преобразова-
- г -
ния параметров электрических цепей переменного тока во многих случаях являются проективными, т.е. ВШІОЛНЯЩИШ основное условие применимости метода.
Целью работы является исследование метода сложного отношения применительно к измерению параметров электрических цепей переменного тока.
Задачи исследования состоят в определении возможных реализаций МСО при измерении комплексных величин, анализе погрешностей, определении условий целесообразного использования и ограничений на применение метода, экспериментальной оценке точности измерителя параметров электрических цепей переменного тока, работающего по МСО.
Методы исследования. При выполнении работы использованы элементы теории функции комплексного переменного, проективной геометрии, теории электрических цепей, теории погрешностей и методы многопарамэтрической оптимизации.
Научная новизна работы заключается в следувдэм:
для различных реализаций метода получены формулы вычисления составляющих измеряемой комплексной величины по результатам измерительных преобразований "параметр-напряжение";
синтезированы структурные схемы измерителей параметров электрических цепей переменного тока, реализуицих МСО;
исследованы влияния различных погрешностей на результат измерения методом сложного отношения;
найдены оптимальные сочетания образцовых мер и масштабных коэффициентов, обеспечивающих минимальные значения составляющих погрешности МСО и делающих применение метода наиболее целесообразным и эффективным.
Основные положения, выносимые на защиту:
1 .Формулы вычисления составляющих измеряемого параметра, использующие значения образцовых мер и выходных напряжений измерительной цепи.
2.Принциш построения измерителей параметров электрических цепей, реализующих МСО.
3.Результаты исследования и минимизации погрешностей, возни-кавдих при измерении методом сложного отношения.
4.Результаты экспериментального исследования измерителя на основе МСО.
Практическая ценность работы заключается в наюадении методологических и схемотехнических решений, на основе которых могут быть построены простые и высокоточные измерители параметров электрических цепей переменного тока.
Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всесоюзной научно-технической конференции "Методология измерения" (Ленинград, 1991 г.), научно-технической конференции с международным участием "Радиотехнические системы ( навигации, связи ), средства измерений и новые информационные технологии"^ Красноярск, 1992 г), IV Всесоюзной научно-технической конференции'' Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике"( Харьков,1993 г), научно-технической конференции с международным участием "Проблемы техники и технологии XXI века" ( Красноярск, 1994 г.), научно-технической конференции ( Москва, 1994 г.).
Структура и об'єм диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, насчитывающего 63 наименования, и двух прилокений. Основной текст содержит 156 страниц, включая 105 рисунков и 42 таблицы.
