Покращання метрологічних характеристик промислових багатоканальних засобів вимірювання на місці експлуатації

Abstract

Дисертація присвячена вирішенню проблеми покращання метрологічних характеристик багатоканальних засобів вимірювання на місці експлуатації. Проведено аналітичний огляд існуючих схем і методів побудови сучасних багатоканальних цифрових вимірювачів для роботи із промисловими первинними вимірювальними перетворювачами та можливостей їх калібрування на місці експлуатації. В результаті проведеного аналізу показано, що принциповим недоліком відомих методів і засобів побудови БЗВ є практична відсутність можливостей їх калібрування на місці експлуатації із врахуванням впливу залишкових параметрів ліній зв’язку між сенсорами та вторинним приладом. Показано, що одним із найактуальніших завдань вимірювальної техніки є розроблення коректних систем автоматичного калібрування вимірювального тракту. Це дасть можливість забезпечити задану метрологічну надійність засобів вимірювання, проводити оперативне контролювання протікання вимірювальних процесів, уможливити процедуру метрологічної перевірки вимірювальних засобів безпосередньо на місці експлуатації Вдосконалено і створено структури багатоканальних цифрових вимірювачів параметрів промислових вимірювальних перетворювачів з використанням кодо-керованих мір для підвищення їх метрологічної надійності; - розроблено алгортми та засоби здійснення оперативного метрологічного контролю багатоканальних цифрових вимірювачів параметрів промислових вимірювальних перетворювачів з гальванічним розділенням вимірювальних каналів на місці експлуатації. Диссертация посвящена решению проблемы улучшения метрологических характеристик многоканальных средств измерений на месте эксплуатации. В работе произведена. Проведен аналитический обзор существующих схем и методов построения современных многоканальных цифровых измерителей для работы с промышленными первичными измерительными преобразователями и возможностей их калибровки на месте эксплуатации. В результате проведенного анализа показано, что принципиальным недостатком известных методов и средств построения БСУ является практическое отсутствие возможностей их калибровки на месте эксплуатации с учетом влияния остаточных параметров линий связи между сенсорами и вторичным прибором. Показано, что одним из самых актуальных задач измерительной техники является разработка корректных систем автоматической калибровки измерительного тракта. Это даст возможность обеспечить заданную метрологическую надежность средств измерения, проводить оперативное управление протекания измерительных процессов, возможным процедуру метрологической поверки измерительных средств непосредственно на месте эксплуатации. Рассмотрены классические методы корректировки аддитивной составляющей погрешности многоканальных приборов для работы с активными измерительными преобразователями в которых принимается, что сенсоры активных физических величин изолированные от сети и заземления, а линия связи является небольшой длины. Традиционно как коммутаторы каналов в современных БСУ используются микросхемы на основе МДП-транзисторов и при большом количестве измерительных каналов существенно расти погрешность от обратных токов разомкнутых ключей коммутатора, синфазного входного сигнала, низкочастотных шумов измерительного преобразователя. С целью уменьшения помех стремятся использовать во входных цепях БСУ дифференциальные усилители, однако через достаточно большое несимметрия между линиями связи на практике всегда входные дифференциальные напряжения приводить относительно большое значение АСП, которое существенно расти с ростом количества n каналов измерения. Проведен анализ путей улучшения параметров промышленных цифровых многоканальных измерителей пассивных электрических величин, указано основные источники возникновения дополнительных погрешностей в процессе измерения, показаны пути корректировки погрешностей обусловленных особенностями первичных ОП пассивных электрических величин. Проблема влияния обратных токов возникает в БСУ для работы с параметрическими датчиками, при этом для уменьшения погрешности от влияния линий связи стремятся увеличивать сопротивление параметрического сенсора, что приводит к существенному росту АСП от обратных токов. Для радикального уменьшения АСП, вызванной обратными токами, контактными э.д.с в линиях связи и токами утечки через изоляцию целесообразно использовать метод коммутации тока через сопротивление параметрического сенсора. Дано обоснование и возможные пути коррекции погрешностей БСУ с помощью кодо-управляемых мер, структура которых существенно отличается от структуры кодо-управляемых мер активных величин. Калибровки прецизионных омметров целесообразно осуществлять с использованием имитаторов сопротивления. Обоснована целесообразность использования умножительные ЦАП для корректировки мультипликативной составляющей погрешности измерителей сопротивления. Предложенная методика калибровки многоканальных измерителей с использованием кодо-управляемых мер сопротивления и с установкой на них двух разных значений кодов управления. Thesis deals with the problem of improving the metrological characteristics of multichannel measurement tools at the operation site. Analytical review of existing procedures and methods of construction of modern digital multi-meters for work with industrial primary measuring transducers and their calibration capabilities was carried out at an operation site. The analysis showed that the principal disadvantage of the known methods and tools for building reinforced concrete constructions is the practical lack of opportunities of calibration at an operation site, taking into account the influence of the remaining parameters of the lines of communication between sensors and a secondary device. This will provide a specified metrological reliability of measuring instruments, conduct operative control of the flow of measuring processes and enable metrological verification procedure of measuring devices directly at an operation site. The structure of multi-parameter digital meter of industrial measuring converters using code-driven measures was established and improved to enhance their metrological reliability. - algorithms and means of implementation of operational metrological control of multi-parameter digital meter of industrial measuring converters with galvanic separation measuring channels at an operation site were developed.