Способ измерения электрических параметров датчика

(51) 5 ЗОБ ТЕН ОПИСАН 8906/21 05,8910,91. Бюл. М 3 ститут приклад ,Чернухо и В.Н .317.733(088.8) орское свидете 46, кл,601 В 1(21) 468 (22) 03. (46) 15. (71) Ин (72) Е,В (53) 62 (56) Авт Мт 6365 8ной физики АН БССР,Крылович льство СС 7/10, 1976 ЕКТРИЧ м иэ- оченских чин и я по- Спокихщим ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТП ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПГ И ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛСКИХ ПАРАМЕТРОВ ДАТЧИКА(57) Изобретение относится к способамерения параметров цепей с сосредотными элементами, например электричепараметров датчиков физических велипроцессов. Целью изобретения являетсвышение точности и быстродействия,соб предусматривает возбужде е относится к способаМ иэтров цепей с сосредоточен- и, например электрических чиков изических величин и Изобретенимерения парамеными элементампараметров дат фпроцессов.Целью изобретения является повышение точности и быстродействия,На фиг.1 приведена структурная электрическая схема устройства, реализующая способ измерения электрических параметров датчика; на фиг,2 и 3 - зависимости реакции блока сравнения от разницы параметров хаотической цепи и времени измерений; на фиг.4 - зависимость чувствительности устройства для измерения электрических параметров датчика от времени измерений.Устройство измерения электрических параметров датчика включает датчик 1, изиэмерительнои цепи, в которую включен датчик, электрическим током, измерение реализации электрического сигнала на выходе измерительной цепи, сравнение результатов изменений с моделью реализации электрического сигнала соответствующей электрической цепи, в которую включен датчик и в которой возбужден электрический ток, изменение параметров датчика в модели реализации электрического сигнала до получения совпадения сравниваемых реализаций электрического сигнала и определение искомого параметра по результату сравнения, Особенностью изобретения является использование в качестве электрического сигнала хаотического электрического сигнала, а в качестве измеоительной цепи - нелинейной цепи,4 ил. мерительную цепь 2, блок 3 сравнения и блок 4 моделей.При этом датчик 1 включен в измерительную цепь 2, выход которой подключен на один вход блока 3 сравнения, выход которого соединен с входом блока 4 моделей, 0 один выход которого подключен к второму 0 входу блока 3 сравнения, другой выход слу- а жит для вывода значения диагностируемого параметра. Устройство измерения электричесеаавЪ параметров датчика работает следую образом.Датчик 1, включенный в электрическую измерительную цепь 2, в которой возникают хаотические колебания, изменяя свои электрические параметры, например , С, В и т,д влияет на параметры хаотической цепи, описывающей состояния этой цепи, что приводитк изменениям в рсализации хаотического процесса, Реализация хаотического процесса от цепи 2 поступает на первый вход блока 3 сравнения, на второй вход поступа. ет реализация хаотического процесса с блока 4 моделей, Блок 3 сравнения должен оценить похожесть реализаций хаотическо. го процесса на своих входах При отсутствии априорных сведений о статистике сравниваемых реализаций обычно для этих целей используются коррелометры, По результату сравнения блок 4 моделей вырабатывает новую модельную реализацию, более похожую на измеренную, и так до тех пор, пока не будет найдена наиболее похожая или достаточно похожая модельная реализация. Сопоставленный с этой найденной реализацией параметр хаотической системы будет функцией от диагностируемого параметра датчика.Для работоспособности способа необходима идентичность реализации процесса в хаотической системе устройства измерения электрических параметров датчика при одном и том же значении параметра диагностируемого элемента, Это свойство гарантируется детерминированностью. самой хаотической системы, стабильностью вс.х элементов системы во времени, точностью установки начальных условий системы перед каждым актом измеренияВопрос о принципиальной реализуемости и эффективности способа выясняется при помощи численного эксперимента. В качестве модели хаотической системы использовано отображение логистического типа хн 1 =.- 4 О/ (1 - х)хь хорошо изученное теоретически, где х анализируемая переменная хаотической системы (хтекущее значение; хн 1 - значение на следующем такте модели; хо - начальные условия модели); О/ - параметр хаотической системы, подлежащий диагностике (И/ = 0,1). Диагностируемый элемент моделируется как составная часть делителя напряжения с коэффициентом деления И/, Поэтому, зная И/, не трудно определить значение диагностируемого элемента, Идентичность пары реализаций хаотического процесса определялась по значению коэффициента их парной корреляции, Параметры модели были выбраны произвольно в диапазоне возникновения хаотических колебаний: О/о = 0,928, хо = 0.5. На фиг.2 приведена зависимость коэффициента парной корреляции двух реализаций от величины рассогласования параметров модели двух реализаций ЛО/ .= И/1 - О/ где О/о - параметр опорной реализации; О/, - параметр рассогласованной реализации: при разных длинах коррелированных реализации г = 20 26 тактов На фиг.3 показан центральный участок фиг,2 в увеличенном масштабе,Приведенные зависимости говорят о5 достаточно регулярной структуре измерительной функции и о достаточной величинеее диапазона монотонности по параметрурассогласования ЛО/, что позволяет использовать хаотическую систему для изме 10 рения.Для выяснения скорости роста точностиспособа измерений при увеличении т былавыполнена зависимость производной коэффициента корреляции по параметру хаоти 15 ческой системы при разных длинахд Креализации; --- (О/о, т). Результат предд И/ставлен на фиг.4, ось ординат - в логарифмическом масштабе.20 Иэ фиг,4 видно, что точность быстреерастет с увеличением т (характеризует время измерений) линейно, в диапазонег = 25 34 - экспоненциально.Использование способа целесообразно25 во всех тех случаях, когда требуется большая точность при жестких ограничениях навремя измерения, например в сканирующихсистемах неразрушающего контроля, в сенсорных системах роботов и т.п,30 Датчик может быть включен в цепь вместо любого иэ элементов цепи, в зависимости от того, какой параметр вхарактеристике датчика доминирует - В,или С.35 По сравнению с прототипом предлагаемый способ за счет получения и обработкиболее сложной реализации хаотическогопроцесса позволяет получить большой поток информации о параметре датчика, что40 приводит к более быстрому росту точностиот времени измерения, а это приводит илик увеличению точности, или к повышениюбыстродействия, или к тому и другому одновременно.45Формула изобретения Способ измерения электрических параметров датчика, включающий возбуждение измерительной цепи, в которую включен 50 датчик, электрическим током, измерение реализации электрического сигнала на выходе измерительной цепи, сравнение результатов измерений с моделью реализации электрического сигнала соответствующей 55 измерительной цепи, в которой включендатчик и в которой возбужден электрический ток, изменение параметров датчика в модели реализации электрического сигнала до получения совпадения сравниваемых ре 1684691ализаций электрического сигнала и определение искомого параметра по результатам сравнения, отл ича ющи йс я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в качестве электрического сигнала ис пользуют хаотический электрический сигнал, а в качестве измерительной цепи используют нелинейную цепь,51684691 5 б ю гсов ксимишинец рект едактор А. Маковская аз 350ВНИИ Тираж ПодписноеГосударственного комитета по изобретениям и открытиям113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 НТ СС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 М ОУ 1 кФу,Т) ставитель В, Ежовхред М.Моргентал