Измерительные информационные технологии контроля параметров среды инерционными датчиками

В.А. Гайский

 Институт природно-технических систем, РФ, г. Севастополь, ул. Ленина, 28

E—mail: gaysky@inbox.ru 

DOI: 10.33075/2220-5861-2023-2-50-58

УДК 681.5.08  

EDN: https://elibrary.ru/hbkiny                                                                                                                       

Реферат: 

   Для расширения частотного диапазона до частоты  измеряемых параметров предлагается использовать n датчиков с разными известными по   параметрами инерции, к выходам которых подключают n точных аналого-цифровых преобразователей с частотой дискретизации  и n дискретных преобразователей Фурье N временных отсчетов в n спектров амплитуд действительной из   членов  и мнимой из   членов частотных составляющих. Используя известный механизм элиайзинга (наложение n верхних частот на нижние) для каждой частотной составляющей  каждого датчика составляют сумму из n частот наложения с весами действительной и мнимой составляющих передаточных характеристик датчиков, формируют из них для отдельных частот  из n системы линейных алгебраических уравнений из n строк, решением этих N систем определяют n дополнительных спектральных составляющих  измеряемого сигнала для  дискретных частот в полосе.  Таким образом достигается увеличение быстродействия в n раз без создания менее инерционного датчика, что для некоторых датчиков, например, кварцевых особо точных и стабильных, невозможно. И без повышения частоты дискретизации и точного аналого-цифрового преобразования, возможности которых также имеют количественные ограничения для достигнутого уровня техники. Это достигается за счет структурной избыточности: применение n разных измерительных каналов и специальной обработки первичной измерительной информации с полезным использованием инерционности датчиков и элиайзинга при дискретизации для модуляции ВЧ-составляющих и переноса их в низкочастотную часть спектра измеряемого сигнала с последующим восстановлением.

Ключевые слова: информационный датчик, элиайзинг, широкополосность.

Для цитирования: Гайский В.А. Измерительные информационные технологии контроля параметров среды инерционными датчиками // Системы контроля окружающей среды. 2023. Вып. 2 (52). C. 50-58. DOI: 10.33075/2220-5861-2023-2-50-58

Полный текст в формате PDF

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гайский В.А., Гайский П.В. Погрешности дискретизации многомерных случайных гидрофизических полей со степенными спектрами. Морской гидро-физический журнал. 1994. № 6. С. 61–66.
2. Принципы построения технических средств исследования океана. М.: Наука. 1982. 324 с.
3. Парамонов А.Н., Кушнир В.М., Забурдаев В.И. Современные методы и средства измерения гидрологических параметров. К.: Наук. думка. 1979. 248 с.
4. Левашов Д.Е. Техника экспедиционных исследований: Инструментальные методы и технические средства оценки промыслово-значимых факторов среды. М.: Изд-во ВНИРО. 2003. 400 с.
5. Pfriem H. Zur messung Veränderlicher Temperaturen von Gasen and Flüssigkeiten. Forsch. Geb. Ingenieurwesens, 1936. Bd. 7, H. 2. S. 85–82 mit II.
6. Азизов А.М., Гордов А.Н. Точность измерительных преобразователей. Л.: Энергия. 1975. 256 с.
7. Макаров И.М., Менский Б.М. Линейные автоматические системы (элементы теории, методы расчета и справочный материал). 2-е изд., перераб. и дор. М.: Машиностроение. 1982. 504 с.
8. Новицкий П.В. Основы информа-ционной теории измерительных устройств. Л.: Энергия. 1968. 248 с.
9. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. Учебник для вузов. 2-е изд. СПб.: Питер. 2006. 751 с