Моделирование аналогового интерфейса для дистанционных измерений

Данная работа ориентирована на поиск возможностей по повышению точности дистанционных измерений и помехозащищенность аналоговых интерфейсов централизованного типа с помощью резистивных тензодатчиков путем внедрения новой структурной схемы и способа коррекции ошибок, что позволяет уменьшить уровень ошибок по отношению к известным аналогов в десятки раз.

Разработана схема аналогового интерфейса, содержащая измерительную цепь, тензодатчик, вход которого соединен с источником питания через аналоговый демультиплексор, а выходы измерительной цепи через аналоговый мультиплексор подключены к измерительному усилителю, и двухканальный аналого – цифровой преобразователь с одновременной выборкой. Измерительный цепь выполнена в виде трех резистивных делителей тока, где один делитель образован резистивным тензодатчиком и резистором, а два других – образцовыми резисторами.

Выполнено моделирование схемы аналогового интерфейса на основе измерительного усилителя с дифференциально – токовыми входами и усовершенствовано схему и алгоритм безрозрывной аддитивно – мультипликативной коррекции, что позволяет уменьшить влияние входных коррелированных шумов операционных усилителей и сетевых наводок на «общее» сопротивление.

1. Аш Дж. Датчики измерительных систем: в 2-х книгах. Кн. 1. / пер. с франц. / [Текст] / Дж. Аш – М.: Мир, 1992. – 480 с.

2. L. V. Kuzmich, Y. S. Tsekhmaystruk. Modern state of mechanical deformation measurement of complex technical systems [electronic resource] / Materials of the XIII international scientific and technical conference «AVIA – 2017». – Mode of access to the site: http://avia.nau.edu.ua/avia2017/.

3. L. Kuzmych; O. Kobylianskyi; M. Duk. Current state of tools and methods of control of deformations and mechanical stresses of complex technical systems. Proc. SPIE 10808, Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High-Energy Physics Experiments 2018, 108085J (1 October 2018); doi: 10.1117/12.2501661

4. L. Kuzmych, V. Kvasnikov. Study of the durability of reinforced concrete structures of engineering buildings. Advances in Intelligent Systems and ComputingVolume 543, 2017, Pages 659–663International Conference on Systems, Control and Information Technologies, SCIT 2016; Warsaw; Poland; 20 May 2016 through 21 May 2016; Code 187699.

5. Куликовский К. Л., Купер В. Я. Методы и средства измерений [Текст] / К. Л. Куликовский. – М.: Энергоатомиздат, 1986. – 448с.

6. Digital’s Kompensation sverfahren zur Verbesserung von Messfuhlern. Erb. K., Fisher P. «Bulletin SEV/VSE», 1989, 80, № 7, 8, 365–368.

7. National Instruments, SCXI Universal Strain Grade Input: SCXI-1540. – [Електронний ресурс] – Режим доступу: http://www.ni.com/pdf/products/us/4scxisc293_ETC_196.pdf.

8. SCXI-1126. User Manual. Eight-Channel Isolated Frequency Input Module for Signal Conditioning. National Instruments Corporation. 1998–2003.

9. Field Wiring and Noise Considerations for Analog Signals [Electronic resource] / Publish Date: Mar 11, 2014. – Available at: http://www.ni.com/white-paper/3344/en/

10. Классен К. Б. Основьі измерений. Электронные методи и прибори в измерительной технике [Текст] / К. Б. Классен. – М.: Постмаркет, 2000. – 352 с.

11. Уикзер, Дж. Соединяемость: интеллектуальние датчики или интеллектуальние интерфейси [Текст] / Дж. Уикзер // Датчики и системи. – 2002. – № 10. – С. 50–55.

12. Rus, G. Optimized damage detection of steel plates from noisy impact test [Text] / G. Rus, S. Y. Lee, S. Y. Chang, S. C. Wooh // International Journal for Numerical Methods in Engineering. – 2006. – Vol. 68, Issue 7. – P. 707–727. doi: 10.1002/nme.1720.

13. Harada, T. Droplet generation using a torsional Langevin-type transducer and a micropore plate [Text] / T. Harada, N. Ishikawa, T. Kanda, K. Suzumori, Y. Yamada, K. Sotowa // Sensors and Actuators A: Physical. – 2009. – Vol. 155, Issue 1. – P. 168–174. doi: 10.1016/j.sna.2009.08.007.

14. Патент на полезную модель № 109796, кл. G01R21/00, 2016, Бюл. № 17.

15. Schroder, A. Evaluation of cost functions for FEA based transducer optimization [Text] / A. Schroder, J. Rautenberg, B. Henning // Physics Procedia. – 2010. – Vol. 3, Issue 1. – P. 10031009. doi: 10.1016/j.phpro.2010.01.129.