Розробка методу опрацювання сигналу датчика

Автор(и)

  • Volodymyr Kvasnikov Національний авіаційний університет, пр. Космонавта Комарова, 1, м. Київ, Україна, 03058, Україна https://orcid.org/0000-0002-7799-0001
  • Anatolij Perederko Одеська державна академія технічного регулювання та якості, вул. Кузнечна, 15, м. Одеса, Україна, 65020, Україна https://orcid.org/0000-0002-9625-4798

DOI:

https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.169340

Ключові слова:

первинний перетворювач, обкладки п’єзоелемента, п’єзоелектричний акселерометр, фазовий фільтр першого порядку, фазовий зсув

Анотація

Об’єктом дослідження є процес обробки сигналу первинного перетворювача певним методом. При проведенні вимірювань на первинний перетворювач вимірювальної системи, окрім дії параметру вимірювань, діє безліч вторинних впливів. Одним з них є зміна температури середовища. Це приводить до появи в вимірюваному сигналі такої компоненти, як додатковий постійний рівень. Він обумовлений генерацією первинним перетворювачем при відсутності впливу з боку об'єкта вимірювань додаткового заряду, потенціалу. Тобто, при відсутності дії зі сторони параметру вимірювань спостерігається зрушення нульового рівня сигналу первинного перетворювача. Таким чином коливання температури середовища приводять до появи неінформативної складової в сигналі вимірювань. Тобто, отримуємо збільшення похибки результату вимірювання. Принцип методу, яким оброблявся у роботі сигнал первинного перетворювача, викладений на прикладі вимірювання вібрації п’єзоелектричним акселерометром. Запропонований метод обробки сигналу вимірювання дозволяє виокремити постійну складову з комплексного сигналу вимірювання. Це досягається шляхом подачі вимірювального сигналу по двом паралельним каналам, в одному з яких сигнал затримується по фазі на половину періоду відносно другого з подальшою обробкою на суматорі. Так як сигнал з первинного перетворювача має широку частотну смугу, то необхідно забезпечити точність затримки по фазі. Це досягається шляхом переналаштування ланки постійної часу фазових фільтрів. Переналаштування здійснюється за допомогою перетворювача частота-напруга, який відстежує частоту вимірюваного сигналу. Оскільки зміни температури в часі, в порівнянні з частотою вимірюваних вібрацій, значно повільніші, то неточність роботи схеми практично відсутня. Тобто неточність визначення постійної складової в комплексному сигналі буде визначатися різницею амплітуд суміжних напівперіодів. Отримані результати дозволяють стверджувати, що даний метод можливо використовувати як для корекції самого первинного перетворювача (шляхом впливу на його передатну функцію), так і для корекції результатів вимірювань взагалі.

Біографії авторів

Volodymyr Kvasnikov, Національний авіаційний університет, пр. Космонавта Комарова, 1, м. Київ, Україна, 03058

Доктор технічних наук, заслужений метролог України, завідувач кафедри

Кафедра комп'ютеризованих електротехнічних систем та технологій

Anatolij Perederko, Одеська державна академія технічного регулювання та якості, вул. Кузнечна, 15, м. Одеса, Україна, 65020

Кандидат технічних наук

Кафедра метрології та метрологічного забезпечення

Посилання

  1. Sharapov, V. M., Polishchuk, Е. S., Koshevoi, N. D. et. al.; Sharapov, V. M., Polishchuk, Е. S. (Eds.) (2012). Datchiki. Moscow, 624.
  2. Osadchii, Е. P. Tikhonov, A. I., Karpov, V. I., Zhuchkov, A. I., Volkov, V. A., Novickii, P. V. et. al.; Osadchego, Е. P. (Ed.) (1979). Proektirovanie datchikov dlia izmereniia mekhanicheskikh velichin. Moscow, 480.
  3. Second IFAC Workshop on Adaptive Systems in Control and Signal Processing 1986 (1987). Adaptive Systems in Control and Signal Processing 1986. Elsevier, 454. doi: http://doi.org/10.1016/b978-0-08-034085-2.50004-3
  4. Dorf, R. C., Bishop, R. H. (2016). Modern Control Systems. Pearson, 1032 p.
  5. Antonenko, A. M., Kudzin, A. Iu., Gavshin, M. G. (1997). Vliianie domennoi struktury na elektromekhanicheskie svoistva segnetokeramiki CTS i MNVT. Fizika tverdogo tela, 39 (5), 920–921.
  6. Kaplunov, I. A., Malyshkina, O. V., Golovnin, V. A., Inozemcev, N. V., Dolnikov, G. G. (2014). Pat. RU 2533539. Pezoelektricheskii datchik udara. MPK G01P 15/09, H01L41/083. declareted: 27.05.2013; published: 20.11.2014, 9.
  7. Kleckers, T. (2012). Force sensors for strain gauge and piezoelectric crystal-based mechatronic systems- a comparison. 2012 IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference Proceedings. IEEE. doi: http://doi.org/10.1109/i2mtc.2012.6229515
  8. Pat. RU 2410704 (2011). Mekhanicheskii filtr dlia pezoakselerometra MPK G01P 15/09; declareted: 02.02.2009; published: 27.01.2011, 12.
  9. Gorish, A. V., Dudkevich, V. P., Kupriianov, M. F.; Gorish, A. V. (Ed.) (1999). Pezoelektricheskoe priborostroenie. Moscow, 367.
  10. Ageikin, D. I., Kostina, Е. N., Kuznecov, N. N. (1965). Datchiki kontrolia i regulirovaniia. Moscow, 914.

##submission.downloads##

Опубліковано

2018-12-31

Як цитувати

Kvasnikov, V., & Perederko, A. (2018). Розробка методу опрацювання сигналу датчика. Technology Audit and Production Reserves, 2(1(46), 31–33. https://doi.org/10.15587/2312-8372.2019.169340

Номер

Том 2 № 1(46) (2019): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Звіт про науково-дослідні роботи

Ліцензія

Авторське право (c) 2019 Volodymyr Kvasnikov, Anatolij Perederko

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.