Комп'ютеризовані вимірювальні засоби підвищеної точності для охоронних систем важливих об'єктів

Abstract

Дисертацію присвячено питанням розроблення нових методів і засобів побудови вимірювально-інформаційних систем охорони важливих об’єктів. Запропоновано незалежні від зміни температури середовища варіанти нового ультразвукового методу охорони важливих об’єктів, в основу яких покладено двоканальне вимірювання та функціональне перетворення часових параметрів ультразвукових відбитих сигналів, що дало змогу зменшити на порядок похибки прийняття рішення про порушення контрольованої зони. Отримано нові залежності методичної похибки прийняття рішення про порушення контрольованої зони для кожного з варіантів ультразвукового методу і на цій основі мінімізовано сумарну похибку вимірювання комп’ютеризованого засобу. Досліджено шляхи реалізації ультразвукового методу за критерієм заданої точності та простоти реалізації та створено засади побудови нового у ультразвукового комп’ютеризованого вимірювального засобу. Запропоновано новий метод вимірювань часових параметрів ультразвукових імпульсних сигналів, в основу якого покладено двоканальне інтегрувально-розгортальне перетворення з багаторазовою затримкою одного з сигналів, що дало змогу більше як на порядок підвищити точність вимірювань та синтезовано пристрій для його реалізації. Отримано аналітичні залежності для випадкової похибки вимірювання часових зсувів ультразвукових імпульсних сигналів і подано рекомендації щодо її мінімізації. Основні результати дисертації знайшли впровадження. Диссертация посвящена вопросам разработки новых методов и средств построения компютеризированных измерительных средств для систем охраны важных объектов. Предложена классификация измерительных средств охранных систем важных объектов по принципу действия излучателя, типу обнаруженных опасных событий, способом передачи данных, наличием маскировки, дальностью действия, которая является основанием для определения всех составляющих погрешностей узлов системы, разработки требований к ним, а также синтеза их структур. Рассмотрена модель воздушной среды, которая характеризуется наличием примесей и вихрей, а также скоростью потока. Для данной модели предложена методология построения измерительно-информационных систем для охраны важных объектов, в основу которой положены интегральные, селективные и аэрофизические параметры. Получено операторное уравнение процесса передачи, отбора и преобразования информации компьютерным измерительным средством охраны важных объектов с учетом конструктивных параметров. Предложены независимые к изменению температуры среды варианты нового ультразвукового метода охраны важных объектов, в основу которых положено двухканальное измерение и функциональное преобразование временных параметров ультразвуковых отраженных сигналов, которые дали возможность уменьшить на порядок погрешности принятия решения о нарушении контролируемой зоны. Получены новые зависимости методической погрешности принятия решения о нарушении контролируемой зоны для каждого из вариантов ультразвукового метода и на этой основе минимизирована суммарная погрешность измерения компьютерной системы. Исследованы пути реализации ультразвукового метода охраны важных объектов за критерием заданной точности и простоты реализации и созданы принципы построения новой компьютерной ультразвуковой системы. Предложен новый метод измерений временных параметров ультразвуковых импульсных сигналов, в основу которого положено двухканальное интегрирующее развертывающее преобразование с многоразовой задержкой одного из сигналов, что дало возможность больше как на порядок повысить точность измерений и синтезировано устройство для его реализации. Получены аналитические зависимости для случайной погрешности измерения временных сдвигов и показано, что предложенный метод дает возможность повысить помехоустойчивость и точность измерения у раз за счет увеличения у m раз количества измерений, а также операции n-кратного интегрирования помех. Разработано методику метрологической аттестации каналов компьютерных измерительных средств, которая дает возможность по¬высить вероятность определения ее метрологических характеристик. На основании теоретических и экспериментальных исследований разработана структурная схема, алгоритмы и программы работы компьютеризованного измерительного средства охранной системы важных объектов. В процессе математического моделирования разных типов отражателей получены данные, которые подтвердили реальную возможность оперативно и с высокой достоверностью обнаруживать нарушение состояния объекта, который охраняется. Основные результаты диссертации нашли внедрение.Dissertation is devoted the questions of development of new methods of construction of the instrumentation-informative systems of guard of important objects. The variants of new ultrasonic method of guard of important objects are offered, the two channel measuring and functional transformation of sentinel parameters of the ultrasonic reflected signals, invariant to the change of temperature environments is fixed in basis of which, which enabled to decrease the errors of decision-making about violation the controlled area on an order. The new methodological error depends on the decision to breach the controlled zone of each alternative ultrasonic method and on this basis, minimizing the total measurement error of computer-based tool. The ways of the ultrasonic method on the criteria specified accuracy and ease of implementation and established principles in building a new computerized ultrasonic measuring tool. The new method of measuring of sentinel parameters of ultrasonic impulsive signals is offered, in basis of which two channel integrated transformation is fixed with the multiple delay of one of signals, that enabled anymore how on an order to promote exactness of measuring and a device is synthesized for his realization. The analytical expressions for the random error of measurement of time shifts of ultrasonic pulse signals and concludes with recommendations for its minimization. The basic results of dissertation found introduction.