Теория избыточных измерений

Теория избыточных измерений

Прогресс науки и техники в течение 20 последних лет ХХ века обусловил бурное развитие высокочувствительных полупроводниковых сенсоров, биосенсоров и вторичных измерительных преобразователей (ИП) с нелинейными и, в общем случае, нестабильными функциями преобразования (ФП). Это стало предпосылкой к со...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2006
1. Verfasser: Кондратов, В.Т.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України 2006
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6464
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Теория избыточных измерений / В.Т. Кондратов // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2006. — № 5. — С. 23-33. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-6464
record_format dspace
spelling irk-123456789-64642010-03-05T12:00:41Z Теория избыточных измерений Кондратов, В.Т. Прогресс науки и техники в течение 20 последних лет ХХ века обусловил бурное развитие высокочувствительных полупроводниковых сенсоров, биосенсоров и вторичных измерительных преобразователей (ИП) с нелинейными и, в общем случае, нестабильными функциями преобразования (ФП). Это стало предпосылкой к созданию новой стратегии высокоточных измерений физических величин (ФВ) при нелинейной и нестабильной ФП сенсора и / или ИП, при сохранении их высокой чувствительности. Изложена структура теории избыточных измерений, сущность, основные понятия и некоторые определения, касающиеся данной теории. The paper describes a structure of the redundant measurements theory, essence, the basic concepts and some definitions of this theory. 2006 Article Теория избыточных измерений / В.Т. Кондратов // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2006. — № 5. — С. 23-33. — Бібліогр.: 3 назв. — рос. 1817-9908 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6464 621.317.088.8 ru Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description Прогресс науки и техники в течение 20 последних лет ХХ века обусловил бурное развитие высокочувствительных полупроводниковых сенсоров, биосенсоров и вторичных измерительных преобразователей (ИП) с нелинейными и, в общем случае, нестабильными функциями преобразования (ФП). Это стало предпосылкой к созданию новой стратегии высокоточных измерений физических величин (ФВ) при нелинейной и нестабильной ФП сенсора и / или ИП, при сохранении их высокой чувствительности. Изложена структура теории избыточных измерений, сущность, основные понятия и некоторые определения, касающиеся данной теории.
format Article
author Кондратов, В.Т.
spellingShingle Кондратов, В.Т.
Теория избыточных измерений
author_facet Кондратов, В.Т.
author_sort Кондратов, В.Т.
title Теория избыточных измерений
title_short Теория избыточных измерений
title_full Теория избыточных измерений
title_fullStr Теория избыточных измерений
title_full_unstemmed Теория избыточных измерений
title_sort теория избыточных измерений
publisher Інститут кібернетики ім. В.М. Глушкова НАН України
publishDate 2006
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/6464
citation_txt Теория избыточных измерений / В.Т. Кондратов // Комп’ютерні засоби, мережі та системи. — 2006. — № 5. — С. 23-33. — Бібліогр.: 3 назв. — рос.
work_keys_str_mv AT kondratovvt teoriâizbytočnyhizmerenij
first_indexed 2025-07-02T09:23:55Z
last_indexed 2025-07-02T09:23:55Z
_version_ 1836526585979600896
fulltext Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 23 V.T. Kondratov REDUNDANT MEASUREMENTS THEORY The paper describes a structure of the redundant measurements theory, essence, the basic concepts and some definitions of this theory. Прогресс науки и техники в течение 20 последних лет ХХ века обусло- вил бурное развитие высокочувст- вительных полупроводниковых сен- соров, биосенсоров и вторичных измерительных преобразователей (ИП) с нелинейными и, в общем случае, нестабильными функциями преобразования (ФП). Это стало пред-посылкой к созданию новой стратегии высокоточных измере- ний физических величин (ФВ) при нелинейной и нестабильной ФП сенсора и / или ИП, при сохранении их высокой чувствительности. Изложена структура теории из- быточных измерений, сущность, основные понятия и некоторые определения, касающиеся данной теории. _________________________  В.Т. Кондратов, 2006 УДК 621.317.088.8 В.Т. КОНДРАТОВ ТЕОРИЯ ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Важнейшей проблемой современной метрологии является разработка таких методов измерений и создание таких цифровых (микропроцессорных) измерительных приборов (ЦИП), информацион- но-измерительных и диагностических систем, которые обеспечивали бы высокую чувствитель- ность и точность измерений, соизмеримую с точ- ностью образцовых мер. Решение этой проблемы стало возможным после создания и развития тео- рии и методов избыточных измерений [1–3]. Ес- ли теория безызбыточных измерений составляет первую ветвь, то теория избыточных измерений (ТИИ) составляет вторую ветвь в общей теории измерений. ТИИ представ-ляет собой логическое обобщение и дальнейшее развитие накопленного опыта, знаний преимуществ и недостатков суще- ствующих видов и методов прямых измерений, известных путей и методов повышения точности измерений и создания высокоточных средств измерений. ТИИ направлена на решение задач линейного и нелинейного измерительного преоб- разования ФВ, метрологических задач, а также задач обеспечения системной метрологической надежности средств измерений и преобразований ФВ и т.д. Объектом исследования (ОИ) является но- вая стратегия измерений ФВ – стратегия из- быточных измерений (ИИ). Создание ТИИ стало возможным благодаря использованию общенаучной методологии системного подхо- да, информативной избыточности и совре- менных фундаментальных принципов. Постановка задачи. Задачей настоящей статьи является ознакомление ученых и специалистов в области метрологии и из- мерительной техники с сущностью разра- ботанной ТИИ. Сущность ТИИ. ТИИ – это система зако- нов, принципов, методов, положений и усло- В.Т. КОНДРАТОВ Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 24 вий, характеризующая новую стратегию измерений при нелинейной и неста- бильной ФП сенсора и / или ИП, предлагающая новые пути измерительного преобразования величин разной физической природы и предсказывающая дос- тижимые результаты по точности, быстродействию и системной метрологиче- ской надежности ИИ. С другой стороны, ТИИ – это система научных знаний, объединенных обще- научной методологией системного подхода, и опирающаяся на ряд основопола- гающих законов и принципов. Кроме задач высокоточного измерения и линейного преобразования свойств, ТИИ решает задачи нелинейного преобразования свойств. Главная задача ТИИ – обеспечение погрешности результата измерений со- измеримой с погрешностью образцовых мер. Это касается всех трех категорий измерительных задач: ИИ свойств исследуемых объектов и процессов; ИИ зави- симостей свойств и зависимых свойств; ИИ характеристик исследуемых объек- тов и процессов, а также приращений свойств. ТИИ включает в себя изложение [1] общесистемных научных принципов и методов измерения, функционально- го (линейного и нелинейного) измерительного преобразования ФВ при нелиней- ной функции преобразования (НФП) сенсора и / или ИП; учения об информативной избыточности и еѐ использование для решения задач системной линеаризации и системной деформации общей ФП (ОФП) ЦИП при НФП сенсора и / или ИП; закономерных связей между входными (контролируемой (КнФВ) и коррек- тирующими (КрФВ)), выходными ФВ и параметрами ФП сенсора и / или ИП; путей и методов повышения быстродействия, точности и метрологической надежности ИИ; сущности методов и алгоритмов обработки, усреднения и фильтрации ре- зультатов промежуточных измерений; новых методов и подходов к созданию структурно-избыточных сенсоров (биосенсоров, сенсоров одноразового действия, ИП и т. д.) с управляемыми пара- метрами; новых методов и подходов к созданию ЦИП с автоматической коррекцией погрешностей результатов измерений и т. д. ТИИ содержит научное изложение новой стратегии измерений, направлен- ной на решение задач автоматической коррекцией погрешностей результатов измерений и нелинейных преобразований величин разной физической природы при нелинейной и нестабильной НФП сенсора (и / или ИП). Автоматической коррекции подлежат постоянные или изменяющиеся во времени по неизвестному закону погрешности, прогрессирующие погрешности, погрешности, обусловленные старением и деградацией материалов чувствитель- ных и конструктивных элементов сенсора (и / или ИП) в результате воздей-ствия дестабилизирующих факторов внешней среды (температуры, влажности, давле- ния, электрических и магнитных полей и т. д.) и др. Создание ТИИ – весомое достижение отечественной метрологии вообще и академической науки Украины в частности. ТЕОРИЯ ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 25 ТИИ состоит из следующих составных частей (рис. 1): фундамент ТИИ; первоосновы и начала теории; основы и основные положения; математические модели методов избыточных измерений (МИИ); методы избыточных измерений и преобразований ФВ; принципы построения и базовые технические решения (структурные схемы) сенсоров, биосенсоров и ЦИП. Рассмотрим вкратце основные составные части ТИИ. Методология системного подхода и фундамент ТИИ. Никакая теория не может быть создана без научно обоснованного фундамента и знаний современных общенаучных подходов к изучению физических систем. ТИИ изложена с позиций методологии системного подхода, т. е. как система на- учных взглядов и подходов к изучению естественных и искусственных физиче- ских систем (технических, биологических, биотехнических и т. д.). В ее основу положены принцип целостности исследуемой (статической или динамической) и нормировано изменяемой совокупности элементов и структур системы, принци- пы неразрывности, единства и вариабельности межэлементных связей и отно- шений, а также вариабельности связей и отношений с окружающей средой. Методологии системного подхода – общенаучная методология, рассматри- вающая ОИ, в частном случае  сенсоры, ИП, измерительные каналы (ИК) или ЦИП, как сложные технические системы, состоящие из конечного числа струк- турных элементов, находящихся в определенных связях и отношениях друг с другом, служащих единой цели и выступающих как одно целое по отношению к окружающей среде [2]. Фундамент ТИИ составляют следующие основные принципы (рис. 1): преем- ственности знаний; системной инвариантности; системной информативной избы- точности; системной линеаризации (или системного линейного измерительного преобразования ФВ), системной деформации (или системного нелинейного изме- рительного преобразования ФВ), симметрии, системной метрологической надежно- сти (СМН), системного программно-алгоритмического обеспечения ИИ. Принцип системной линеаризации формулируется следующим образом: „Если при измерении КнФВ известно аналитическое выражение НФП управляемого или неуправляемого сенсора или ИП (без или с дискретно изменяемыми во времени на малые значения нормированными параметрами), то всегда можно выбрать два и более рядов КрФВ, размеры которых взаимосвязаны между собой и с КнФВ по оп- ределенным правилам, и создать соответствующую математическую модель про- цесса линеаризации, решение которой обеспечивает получение линейной зависи- мости результата измерений от КнФВ в виде линейной ОФП” [2]. Системная линеаризация ОФП, при неизвестных текущих значениях параметров НФП сенсора и/или ИП, достигается путем создания информативной избыточности, инвариантных нелинейных измерительных преобразований ряда однородных или со- пряженных ФВ (неизвестной и корректирующих) при исходных и нормировано из- ме- В.Т. КОНДРАТОВ Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 26 РИС. 1. Структура теории избыточных измерений ТЕОРИЯ ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Фундамент теории избыточных измерений П р и н ц и п п р ее м ст - ве н н о ст и з н ан и й П р и н ц и п с и ст ем н о й и н ва р и ан тн о ст и П р и н ц и п и н ф о р м ат и в н о й и зб ы то ч н о ст и П р и н ц и п с и ст ем н о й л и н еа р и за ц и и П р и н ц и п с и ст ем н о й д еф о р м ац и и П р и н ц и п с и м м ет р и и П р и н ц и п с и ст ем н о й м ет р о л о ги ч ес к о й н ад еж н о ст и П р и н ц и п с и ст ем - н о го п р о гр ам м н о - ал го р и тм и ч ес к о го о б ес п еч ен и я Первоосновы и начала теории избыточных измерений Т ео р и я и зм ер ен и й Т ео ри я ф ун кц и он ал ь- н о й и м ет р о л о ги ч ес - к о й н ад еж н о ст и М ет о д ы п о вы ш ен и я б ы ст р о д ей ст ви я Б аз о вы е ст р у к ту р ы се н со р о в, б и о - се н со р о в и И П Б аз о вы е ст р у к ту р ы Ц И П У ч ен и е о п р ео б р а- зо ва н и ях с и ст ем ы к о о р д и н ат Т ео р и я п о гр еш - н о ст ей У че н и е о ф и зи че с- ки х с и ст ем ах , п р о - ц ес са х и и х с во й ст - ва х У ч ен и е о ф и зи ч ес - к и х в ел и ч и н ах У ч ен и е о т и п ах с вя - зе й в ф и зи ч ес к и х си ст ем ах У ч ен и е о б и зб ы то ч - н о ст и и м ет о д ах ее п о лу ч ен и я У ч ен и е о с во й ст ва х н ел и н ей н о й ф у н к - ц и и п р ео б р аз о ва н и я М ет о д ы н ес и ст ем - н о й л и н еа р и за ц и и ф у н к ц и и п р ео б р аз о - ва н и я се н со р а и л и И П П у ти и м ет о д ы п о вы ш ен и я то ч - н о ст и и зм ер ен и й У ч ен и е о н аи л у ч - ш ем п р и б л и ж ен и и ф у н кц и и п р ео б р а- зо ва н и я ТЕОРИЯ ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 27 РИС.1. Продолжение Основы и основные положения теории избыточных измерений Т ео р и я си ст ем н о й и н ф о р м ат . и зб ы т. Т ео р и я си ст ем н о й л и н еа р и за ц и и и с и с- те м н ой д еф ор м ац и и У ч ен и е о к о эф ф и ц и - ен та х л о к ал ьн о й л и н еа р и за ц и и У ч ен и е о з ак о н о - м ер н ы х с в я зя х м еж д у К р Ф В У ч ен и е о б и н ар н ы х п р и р ащ ен и ях Учение о системном программно-алгоритми- ческом обеспечении избыточных измерений У ен и е о м ет о д и ч . п о гр еш н о ст ях и п у - тя х и х у м ен ьш ен и я Учение об эффективности автомати- ческой коррекции погрешностей Т ео р и я и зб ы то ч н ы х и зм ер ен и й Ф В п р и Н Ф П с ен со р а (И П ) Т ео р и я си ст ем н о й м ет р о л о ги ч ес к о й н ад еж н о ст и М ет о д о л о ги я си с- те м н о го п о д х о д а Математические модели методов избыточных измерений Аппроксимационные (с аппрокси- мацией НФП сенсора и / или ИП) Оптимизационные (без аппрокси- мации НФП сенсора и / или ИП) Способы построения мате- матических моделей МИИ на основе ФАЛ-методов системной линеаризации Методы избыточных измерений и преобразований свойств Пути и методы решения систем нелинейных уравнений величин Учение о формиро- вании рядов КрФВ нелинейного измерительного преобра- зования свойств, зависимостей свойств, зависимых свойств и характеристик линейного измерительного преобразо- вания свойств, зависимостей свойств, зависимых свойств и характеристик на основе АЛ-методов системной линеаризации на основе АЛ- и ФАЛ-мето- дов системной линеаризации В.Т. КОНДРАТОВ Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 28 РИС. 1. Окончание Принципы построения и базовые технические решения (струк- турные схемы) сенсоров и цифровых измерительных приборов сенсоров с управляемым параметром Sл сенсоров с управляемым параметром Sн ЦИП с формирователями КрФВ и пространственно- временным разделением измерительных каналов ЦИП с формировате- лями КрФВ и времен- ным разделением из- мерительных каналов ЦИП с формирователя- ми КрФВ и простран- ственным разделением измерительных каналов сенсоров с управляемым параметром n сенсоров с комби- нированным управ- лением параметрами П ри н ц и п ы и с п ос об ы со зд ан и я ст р у кт у р н о - и зб ы то ч н ы х с ен со р о в с у п р ав . п ар ам ет р ам и П р и ц и п ы и с п о со б ы п о ст р о ен и я Ц И П , р еа л и зу ю щ и х М И И М ет о д ы ф о р м и р о - ва н и я к о р р ек ти - р у ю щ и х Ф В с использованием микроконтрол- леров и микропроцессоров с использованием виртуальных ЦИП П р и н ц и п ы и с п о со -б ы со зд ан и я ст р у кт у р н о - и зб ы то ч н ы х с ен со р о в со в ст р о ен н о й у п р ав - ля ем о й о б р аз ц о во й м ер о й с однократным измерительным преобразованием каждой КрФВ с многократным измерительным преобразованием каждой КрФВ с жестким алгоритмом функционирования с перестраиваемым алгорит- мом функционирования ТЕОРИЯ ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 29 ненных значениях параметров НФП сенсора и / или ИП, и обработки образцовых и преобразованных (выходных) величин, а также заданных коэффициентов локальной линеаризации (КЛЛ) согласно линейного уравнения избыточных измерений. Без системной линеаризации ОФП невозможна автоматическая коррекция погрешностей результата измерения КнФВ при нелинейной и нестабильной ФП сенсора и / или ИП. Первоосновы и начала ТИИ. Первоосновы ТИИ составляют (рис. 1): теория измерений; теория погреш- ностей; теория функциональной и метрологической надежности; существующие пути и методы повышения точности измерений; методы несистемной линеари- зации НФП сенсора и / или ИП; методы повышения быстродействия; учение о преобразовании системы координат; базовые структуры сенсоров, биосенсоров, ИП и ЦИП; учение о физических величинах и т. д. К началам ТИИ можно отнести учение об информативной избыточности и методах ее получения, учение о физических системах и типах связей между структурными элементами системы, учение о свойствах нелинейной функции преобразования и др. Вся ТИИ построена на создании и использовании информативной избыточ- ности. Информативная избыточность является тем стержнем, который пронизы- вает всю теорию. Под информативной избыточностью понимают такое инфор- мативное множество измененных свойств и параметров ОИ (например, сенсора и / или ИП), получаемое в процессе нормированного и направленного воздейст- вия на их структурные (чувствительные, функциональные и конструктивные элементы), которое формально превышает необходимое количество для сужде- ния о свойствах ОИ. Основы и основные положения ТИИ. ТИИ – это система научных знаний об эмпирических и теоретических законах восприятия, передачи и преобразования величин разной физической природы, о закономерных связях между этими величинами, о способах получения и использо- вания разных видов информативной избыточности, о познании свойств сенсора (или ИП) через информативную избыточность сведений о нем, о способах преобра- зования системы координат, о многообразии математических моделей МИИ, спо- собах построения и особенностях их решений, об уравнениях и методах ИИ при разных видах НФП сенсора и/или ИП, об основах создания бинарных приращений ФВ и способах их формирования, о КЛЛ, о способах формирования и условиях вы- бора КрФВ, о путях и принципах создания высокоточных ЦИП и функциональных ИП с автоматической коррекцией погрешностей, о быстродействии ИИ т. д. Поэтому основу ТИИ составляют: методология системного подхода, теория си- стемной информативной избыточности, теория системной линеаризации и системной деформации, ТИИ при НФП сенсора и/или ИП, учение о закономерных связях между КрФВ, учение о бинарных приращениях, учение о КЛЛ, учение о методических по- В.Т. КОНДРАТОВ Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 30 грешностях МИИ и путях их уменьшении, учение об эффективности автоматической коррекции погрешностей, учение о системной метрологической надежности и путях ее обеспечения и т. д. (см. продолжение рис. 1). Основные положения ТИИ составляют вышеприведенные определения принципов и другие определения, положения и условия (об АЛ- и ФАЛ-методах системной линеаризации, о МИИ, о необходимых и достаточных условиях вы- бора оптимальных значений бинарных приращений и КЛЛ и т. д.). Обобщенные математические модели МИИ. Математическая модель МИИ – совокупность системы когерентных (свя- занных между собой) нелинейных уравнений величин с неизвестными, в общем случае, размерами параметров НФП сенсора и / или ИП, но известным ее видом, и результата решения данной системы, представленного в виде одного или не- скольких уравнений ИИ. Последние описывают взаимосвязь контролируемой ФВ с преобразованными ФВ, КЛЛ и образцовыми мерами. Математическая модель МИИ характеризует последовательность проведе- ния во времени и пространстве определенного числа операций (тактов) измере- ний двух и более рядов КрФВ неизвестных или заданных значений и операций обработки полученных результатов промежуточных измерений. Различают оптимизационные и аппроксимационные математические моде- ли МИИ, которые отличаются между собой способами построения, путями и ме- тодами решения систем нелинейных уравнений величин, а также используе- мыми рядами КрФВ (см. рис. 1). Теоретические основы методов избыточных измерений и преобразова- ний свойств, их возможности. С позиции выполнения во времени и в простран- стве операций восприятия, линейного и нелинейного измерительного преобразо- вания КрФВ и обработки результатов промежуточных измерений имеет место следующее определение сущности МИИ. МИИ  это методы многократного последовательного, параллельного, по- следовательно-параллельного, параллельно-последовательного или однократно- го параллельного во времени и в пространстве восприятия, линейного или нели- нейного измерительного преобразования трех и более рядов однородных и / или сопряженных КрФВ в соответствии с составленными математическими моделя- ми процессов формирований и измерений КрФВ при заданном виде модельной ФП сенсора и / или ИП (или ИК в целом), с последующей обработкой результа- тов промежуточных измерений согласно уравнению избыточных измерений или по уравнению числовых значений. Данные методы представляют собой конечную совокупность определенных действий, условий и операций восприятия и преобразования свойств, выполняемых в заданной последовательности во времени и в пространстве, а именно: теоретиче- ски обоснованное составление математических моделей МИИ в виде систем коге- рентных нелинейных уравнений величин и их решение; выбор конечной совокуп- ности физически воспроизводимых КрФВ и способов их формирования с заданной точностью; выполнение конечной совокупности прямых измерений контролируе- мой и ряда корректирующих величин, однородных или сопряженных с контроли- ТЕОРИЯ ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 31 руемой и закономерно связанных между собой и с контролируемой величиной при неизменных и / или дискретно измененных на нормированные значения параметрах НФП сенсора и/или ИП c последующим определением действительного значения контролируемой ФВ согласно уравнению (или уравнениям) избыточных измерений или по уравнению числовых значений. Все многообразие МИИ (рис. 2) может быть систематизировано по следующим существенным классификационным признакам: разновидность измеряемых свойств; используемый вид НФП сенсора и / или ИП; наличие аппроксимации НФП; методы системной линеаризации; тип избыточности; вид преобразования КрФВ; число измерений КрФВ и число циклов измерений; вид обработки результа- тов промежуточных измерений; способ обработки результатов промежуточных из- мерений; пути повышения точности методов ИИ; способ минимизации методиче- ской погрешнос-ти, вид исключаемой погрешности; пути повышения быстродейст- вия (минимизация времени измерений); методы повышения быстродействия ИИ и способ обработки результатов промежуточных измерений и др. МИИ обеспечивают [1] достижение главной цели метрологии – обеспечение погрешности измере- ний, сравнимой с погрешностью образцовых мер; инвариантность результатов измерений к разбросу характеристик сенсоров и деградации их чувствительных и конструктивных элементов (т. е. к старению и разрушению под влиянием внешних факторов). Это дает возможность замены сен- соров (или ИП) без изменения алгоритма или программы работы ЦИП; линеаризацию ОФП ЦИП при нелинейной и нестабильной ФП сенсора и / или ИП; высокоточное нелинейное преобразование ФВ (в квадрат, в куб, в логарифм ФВ и т. д.) при использовании сенсоров с НФП; решение задач автоматической коррекции погрешностей при сложных НФП сенсоров и / или ИП путем использования уравнений замены величин и нелинейно- го преобразования системы координат; повышение быстродействия и точности измерений параметров гармониче- ских сигналов с использованием образцовых и виртуальных мер; определение текущих значений параметров НФП сенсора и / или ИП, а так- же их отклонений от номинальных для прогнозирования времени их метрологи- ческой поверки или замены; определение методических погрешностей избыточных измерений; определение эффективности коррекции погрешностей МИИ относительно прямых и других методов; оценку метрологической надежности ЦИП и т. д. Принципы построения и базовые технические решения (структурные схемы) сенсоров и цифровых измерительных приборов. В ТИИ используются те же принципы построения сенсоров и ЦИП, что и для прямых методов измере- ний. Отличие заключается в использовании формирователей КрФВ, элек- тронных управляемых переключателей (каналов, направления, антенных, вол- новодных, оптических и т. д.), а также сенсоров и /или ИП с одним или несколь- В.Т. КОНДРАТОВ Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 32 РИС. 2. Классификация методов избыточных измерений с n-кратными измер. с однократ. измер. КрФВ МЕТОДЫ ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ при составных НФП при элементарных НФП при сложных НФП без аппроксимации НФП сенсора с аппроксимацией НФП сенсора с использованием АЛ-методов системной линеаризации ОФП с использованием ФАЛ-методов системной линеаризации ОФП с исп. естественной избыточности с исп. искусственной избыточности с исп. избыточности комбинированного вида m-крат. циклами измер. зависимых свойств свойств зависимостей свойств характеристик с непосредственным преобразованием КрФВ с периодич. преобразованием пар КрФВ с усреднен. результатов промежут. измерений усредн.„шаг за шагом” статистич. об-кой аналог. аналог.-цифр. цифров. др. без минимиз. методич. погрешности с минимиз. методической погрешности введением поправок с симметр. привязкой КрФВ др. методы с обработкой р-тов неитерацион. методами без повышения быстродействия ИИ (с равномер. тактами измерений) с авт. коррекцией систематичес- ких составляющих погрешности с авт. коррекцией систематич. и слу- чайных составляющих погрешности с повышением быстродействия ИИ (с неравномер. тактами измерений) минимиз. времени каж- дого такта измерений повышение быстро- действия в 2 раза с обработкой результатов методом итераций путем минимиз. чис- ла тактов измерений с фильтрацией результат. промежут. измер. ТЕОРИЯ ИЗБЫТОЧНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2006, № 5 33 кими управляемыми параметрами. Возможная классификация технических ре- шений сенсоров и ЦИП показана на рис. 1. Выводы. Создана новая стратегия измерений – ТИИ как обобщенная система научных знаний, положений, доказательств и условий. ТИИ – это стратегическая теория ХХІ века как по фундаментальности из- ложения системы знаний, так и по достигаемым целям. Ее дальнейшее развитие и совершенствование, вместе с развитием и совершенствованием сенсорной аппаратуры (высокочувствительных структурно-избыточных сенсоров, биосен- соров и ИП с управляемыми параметрами), неизменно принесет весомый вклад в развитие современного приборостроения не только Украины, но и других стран ближнего и дальнего зарубежья. 1. Кондратов В.Т. Стратегічна теорія XXI століття // Вимірювальна та обчислювальна тех- ніка в технологічних процесах. – 2001. – № 2. – С. 1116. 2. Кондратов В.Т. Основы теории автоматической коррекции систематических погрешно- стей измерения физических величин при нестабильной и нелинейной функции преобра- зования сенсора»: Дис. ... докт. техн. наук. – Киев, 2001. – 1. – 501 с. 3. Кондратов В.Т. Основы теории автоматической коррекции систематических погрешно- стей измерения физических величин при нестабильной и нелинейной функции преобра- зования датчика”: Дис. ... докт. техн. наук. – Киев, 2001. – Приложение. – 2. – 791 с. Получено 23.05.2005

Ähnliche Einträge