Наведено теоретичні та практичні методи підвищення точності, метрологічної надійності та розширення функціональних можливостей вимірювальних перетворювачів температури для приладів теплового контролю складу речовин із застосуванням напівпровідникових чутливих елементів з p-n-переходом. Визначено основні термочутливі параметри та величини вимірювальних струмів сенсорів для систем теплового контролю складу речовин. Запропоновано новий схемотехнічний метод вимірювання температури сенсором з p-n-переходом, що дозволяє отримати лінійну характеристику перетворення за умов максимальної чутливості та мінімального струму саморозігріву сенсора. Розроблено алгоритмічний метод визначення падіння напруги на активній частині напівпровідникових сенсорів, що дозволяє виключити вплив падіння напруги на пасивній частині та об'ємних опорах електродів систем дистанційного контролю складу речовин. Розроблено багатоточкові системи теплового контролю складу та параметрів речовин із напівпровідниковими ключами-сенсорами, в яких виключено вплив опорів провідників, перехідних опорів ключів, об'ємних опорів сенсорів, а також нестабільності параметрів p-n-переходу. Ефективність запропонованих методів і засобів виміру обгрунтовано теоретично та підтверджено експериментально.

  Скачати повний текст

Досліджено питання розробки та використання шумових термометрів для відтворення та передачі термодинамічної температурної шкали. Обгрунтовано переваги шумового методу вимірювання температури. Розглянуто основні проблеми, наявні за умов проектування засобів вимірювання шумової термометрії. Досліджено джерела похибки методів вимірювання середнього значення квадрату шумової напруги, пропорційного до вимірюваної температури. Виведено вираз для межової похибки кожного з методів. Для покращання метрологічних характеристик шумових термометрів запропоновано перенести операції множення й усереднення шумових сигналів у цифрову частину, фільтрацію шумових сигналів проводити за допомогою цифрових фільтрів на базі перетворення Фур'є та використовувати первинні перетворювачі з мінімальним температурним коефіцієнтом опору. Сформовано основні концепції створення інтелектуальних фільтрів на базі перетворення Фур'є. Експериментально підтверджено коректність запропонованих математичних моделей вхідного кола шумового термометра, методики оцінювання межової похибки вимірювання температури, методу фільтрації шумових сигналів на базі перетворення Фур'є, обгрунтування рівня обмеження гармонік спектру шумового сигналу та використання гістограми спектру як критерію оцінювання якості проведеної фільтрації. Реалізовано способи та розроблено алгоритми функціонування шумових термометрів, що передбачають усереднення за частотою та за часом.

  Скачати повний текст

Створено нові структурні елементи у системах термоконтролю технологічних процесів з метою підвищення точності та вірогідності температурних вимірювань засобами контактної термометрії, розташованими у важкодосяжних місцях на об'єктах підвищеного ризику. Проведено теоретичний розрахунок і практичну апробацію розроблених зразків самокалібрувального датчика температури (СДТ). Досліджено метрологічні характеристики зразків СДТ. Відзначено, що необхідність створення СДТ зумовлена необхідністю метрологічного забезпечення первинних перетворювачів (ПВП), розташованих у технічно необслуговуваних приміщеннях, безпосередньо за умов експлуатації, без демонтажу. Виявлено, що використання СДТ дозволяє суттєво знизити похибки вимірювань температури, що важливо для об'єктів підвищеного ризику - підприємств енергетики, металургії. З використанням результатів, одержаних завдяки проведеним дослідженням, розвинуто теорію та практичні аспекти передачі розміру одиниці температури від первинного еталона до робочих ЗВТ. Завдяки проведеному дослідженню підвищено точність температурних вимірювань за умов експлуатації засобами контактної термометрії, установленими у важкодосяжних місцях на об'єктах підвищеного ступеня ризику.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена проблемі підвищення точності шумових термометрів, зокрема зменшенню похибок шумового термометра, які виникають при передачі вимірювального термошумового сигналу від первинного перетворювача до вимірювального блока шумового термометра. Сформульовано рекомендації щодо вибору параметрів первинного перетворювача, типу ліній зв'язку, для різних шумових термометрів в залежності від частотного діапазону, довжини лінії і температурного діапазону. Запропоновано схеми шумових термометрів з корекцією похибки, спричиненої спотворенням вимірювального сигналу при його передачі до вимірювального блока та накладанням неінформативних шумових сигналів. На основі запропонованих методів корекції розроблено алгоритми і програмне забезпечення для розрахунку параметрів системи. Запропоновано методику визначення параметрів первинного перетворювача. Розроблено методику розрахунку параметрів первинного перетворювача, лінії зв'язку, схем корекції при розробці нових моделей шумових термометрів.

  Скачати повний текст

Розроблено прецизійні мости змінного струму, що дають змогу проводити експериментальне дослідження частотної залежності активного опору термометрів. Здійснено теоретичне дослідження похибок термометрів опору та залежності цих похибок від частоти та вимірюваної температури. Розроблено структурні схеми прецизійних трансформаторних мостів, проведено аналіз їх метрологічних характеристик та запропоновано шляхи зменшення похибок стосовно цих мостів. Розроблено схеми безтрансформаторних мостів й алгоритм калібрування, що дає змогу підвищити точність таких пристроїв. Створено термометричний міст змінного струму для високоточного вимірювання опору, який разом з термометром здійснює прецизійне вимірювання температури.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено проблемі створення шумового термометра (ШТ) промислового застосування, придатного для вимірювання термодинамічної температури з високою точністю та бездемонтажної перевірки існуючих термоперетворювачів опору на об'єктах. Виведено функцію перетворення ШТ з використанням математичного апарата статистичного аналізу. Отримано вирази стосовно визначення методичної похибки, пов'язаної з випадковою природою корисного сигналу, а також інструментальних похибок каналу перетворення шумового сигналу. Доведено залежність методичної похибки від часу перетворення, робочої частоти смуги ШТ та відношення рівнів корисного сигналу до неінформативного. Запропоновано методику вибору опору первинного перетворювача у залежності від шумових параметрів активних елементів вхідного каскаду кореляційного підсилювача. Розроблено схемні рішення вторинного приладу та отримано математичні вирази, які дозволяють поставити вимоги до параметрів елементів схеми, виходячи з потрібної точності перетворення. Сформульовано рекомендації щодо градуювання ШТ та запропоновано методи алгоритмічної корекції результату вимірювання.

  Скачати повний текст