От принципа двухканальности к теории построения инвариантных измерительных систем
Автор: Нестеров В.Н.
Журнал: Физика волновых процессов и радиотехнические системы @journal-pwp
Статья в выпуске: 4 т.23, 2020 года.
Бесплатный доступ
В статье представлены теоретические основы построения инвариантных и квазиинвариантных относительно возмущающих воздействий измерительных систем. Дана историческая справка, отражающая зарождение, эволюцию и распространение методов теории инвариантности от систем автоматического управления и регулирования к информационно-измерительным системам и к измерениям в целом. На примерах структурного и технологических методов, по которым сформулированы формальные методические признаки их физической реализуемости, показаны возможности новых применений сформулированного академиком Б.Н. Петровым принципа двухканальности. Даны теоретические основы и способ линеаризации принципиально нелинейных функций преобразования параметрических измерительных преобразователей, в основе которых также лежит принцип двухканальности. Все теоретические положения подкреплены практическими примерами, распространяющими возможности рассмотренных методов на весь класс параметрических измерительных преобразователей в составе неравновесных измерительных мостов и делителей напряжения.
Теория инвариантности, принцип двухканальности, структурный метод, технологический метод, метод линеаризации, возмущающие воздействия, измерительные системы, параметрические преобразователи
Короткий адрес: https://sciup.org/140256327
IDR: 140256327 | УДК: 621.317.08 | DOI: 10.18469/1810-3189.2020.23.4.56-67
From the principle of dual-channel to the theory of constructing invariant measuring systems
The article presents the theoretical foundations for constructing invariant and quasi-invariant relative to the disturbing influences of measuring systems. A historical reference which shows the emergence, evolution and spread of methods of the theory of invariance from automatic control and regulation systems to information and measuring systems and measurements in general is given. The possibilities of new applications of the formulated by academician B.N. Petrov of the two-channel principle are shown. On its basis, methodological signs of the physical feasibility of structural and technological methods are formulated. Theoretical foundations and the method of linearization of principally nonlinear transformation functions of parametric measuring transducers, which are also based on the principle of two-channel, are given. All theoretical positions are supported by practical examples that extend the capabilities of the considered methods to the entire class of parametric measuring transducers as part of non-equilibrium measuring bridges and voltage dividers.
Список литературы От принципа двухканальности к теории построения инвариантных измерительных систем
- Принцип инвариантности в измерительной технике / Б.Н. Петров [и др.]. М.: Наука, 1976. 244 с.
- Щипанов Г.В. Теория и методы построения автоматических регуляторов // Автоматика и телемеханика. 1939. № 1. С. 4–37.
- Щипанов Георгий Владимирович. Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. URL: https://www.ipu.ru/node/12143 (дата обращения: 28.09.2020).
- Кулебакин В.С. О применимости принципа абсолютной инвариантности в физических реальных системах // ДАН СССР. 1948. Т. 60, № 2. С. 231–234.
- Петров Б.Н. Принцип инвариантности и условия его применения при расчёте линейных и нелинейных систем // Теория непрерывных систем: тр. 1 междунар. конф. ИФАК. Т. 1. М.: Изд-во АН СССР, 1961. С. 259–275.
- Петров Б.Н., Кухтенко А.И. Структуры абсолютно инвариантных систем и условия их физической реализуемости // Теория инвариантности в системах автоматического управления: тр. всесоюз. совещания. М.: Наука, 1964. С. 24–28.
- Хрусталев М.М. Необходимые и достаточные условия слабой инвариантности // Автоматика и телемеханика. 1968. № 4. С. 17–22.
- Справочник по теории автоматического управления / под ред. А.А. Красовского. М.: Наука, 1987. 712 с.
- Ивахненко А.Г. Связь теории инвариантности с теорией стабильности измерительных систем // Автоматика. 1960. № 5. С. 35–40.
- Земельман М.А. Автоматическая коррекция погрешностей измерительных устройств. М.: Издательство стандартов, 1972. 199 с.
- Ашанин В.Н., Ларкин С.Е., Регеда О.Н. Коррекция погрешностей измерительных цепей параметрических датчиков // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2016. № 2 (16). С. 103–109. URL: https://imuk.pnzgu.ru/IMUK14216.
- Свистунов Б.Л. Измерительные преобразователи для параметрических датчиков с использованием аналитической избыточности // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2017. № 2 (20). С. 94–100. URL: https://imuk.pnzgu.ru/imuk13217.
- Чернецов М.В., Чураков П.П. Инвариантное преобразование в измерительных системах с параметрическими датчиками // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2018. № 1 (23). С. 11–17. DOI: https://doi.org/10.21685/2307-5538-2018-1-2.
- Nesterov V.N., Li A.R. Application of two-channel principle in measuring devices to compensate for disturbing influences of unknown physical nature // Pribory i metody izmerenij. 2020. Vol. 11, No. 3. С. 228–235. DOI: https://doi.org/10.21122/2220-9506-2020-11-3-228-235.
- Нестеров В.Н. Новый класс инвариантных измерительных преобразователей: методы построения и реализация для приборов и систем специального назначение // Информационные, измерительные и управляющие системы: науч.-техн. сб. Самарского отделения Поволжского центра Метрологической академии России. Самара, 2007. Вып. 3. С. 18–37.
- Новиков В.Н. Инвариантные преобразователи перемещений с переменной структурой измерительных цепей // Датчики и системы. 2012. № 9. С. 48–51.
- Нестеров В.Н., Ли А.Р. Теория и практика построения инвариантных измерительных преобразователей и систем на основе принципа двухканальности // Известия Самарского научного центра Российской академии наук. 2016. Т. 18, № 4 (7). С. 1414–
- 1422. URL: http://www.ssc.smr.ru/media/journals/izvestia/2016/2016_4_1414_1422.pdf.
- Keil S. Technology and Practical Use of Strain Gages: With Particular Consideration of Stress Analysis Using Strain. Dual-Channel Principle. Berlin: Wiley, 2017. P. 197–200.
- Нестеров В.Н., Андреев И.П. Повышение точности турбинных преобразователей расхода с помощью метода обобщенных влияющих величин // Измерительная техника. 2017. № 4. С. 22–26.
- Нестеров В.Н. Моделирование инвариантных и квазиинвариантных систем на основе принципа многоканальности // Прикладная физика и математика. 2020. № 5. С. 32–35. DOI: https://doi.org/10.25791/pfim.05.2020.1178.
- Нестеров В.Н. Способ построения инвариантной измерительной цепи и инвариантный измерительный мост: патент РФ № 1795375, МКИ G 01 R 17/10; заявл. 24.05.1990; опубл. 15.02.1993; бюл. № 6.
- Электрические измерения неэлектрических величин / под ред. П.В. Новицкого. Л.: Энергия, 1975. 576 с.
- Нестеров В.Н. Двухканальные параметрические измерительные преобразователи с линейными функциями преобразования // Измерительная техника. 1999. № 5. С. 39–45.
- Нестеров В.Н., Мухин В.М. Измерительный преобразователь: патент РФ № 2297638, МКИ G 01 R 17/10; заявл. 26.12.2005; опубл. 20.04.2007; бюл. № 11.__
