Проаналізовано методи визначення інтегральної нелінійності характеристики перетворення аналого-цифрових перетворювачів. Запропоновано та досліджено метод, який базується на вимірюванні спаду напруг на резисторах чотирирезистивного подільника напруг у разі зміни порядку увімкнення резисторів, що забезпечило високу точність визначення інтегральної нелінійності характеристики перетворення у точках діапазону, які відповідають вихідним напругам подільника. Запропоновано схему подільника та комутатора, які забезпечують формування п'яти тестових точок, рівномірно розподілених по діапазону перетворення.

Запропоновано метод керування нагрівачами термоелектричного перетворювача зі стабілізацією профілю температурного поля вздовж електродів головної термопари. Через низькі вимоги до об'єму пам'яті та обчислювальних ресурсів метод є придатним для 8-бітних мікроконтролерів.

Синтезовано узагальнену структуру інтелектуалізованої системи, яка забезпечує покращання якості процедур корекції всіх компонентів вимірювального каналу (зокрема сенсорів) завдяки самонавчанню та самоадаптації згідно з заданою стратегією та тактикою поведінки, що дозволяє мінімізувати витрати на проведення процедур підвищення точності та визначити вимоги до метрологічного тестування таких систем. Створено узагальнену структуру метрологічного програмного тесту - програмно-апаратного комплексу, застосування якого дозволяє дослідити властивості вимірювальних каналів інтелектуалізованих вимірювальних систем у прискореному часі та сформулювати вимоги до їх компонентів. Розроблено та досліджено основні прецизійні компоненти вимірювального каналу - оригінальний комутатор напруги низького рівня, а також прецизійний і завадостійкий аналого-цифрові перетворювачі з покращаними метрологічними характеристиками за робочих умов, адаптивністю та мережевими функціями. Запропоновано використовувати метод взаємного протиставлення резисторів подільника напруги для корекції інтегральної нелінійності аналого-цифрових перетворювачів, що дозволяє зменшити похибку нелінійності у 4 - 8 разів. Розроблено мережевий прикладний процесор з дистанційним програмуванням і програмною реалізацією набору периферійних інтерфейсів, що базується на двопроцесорній архітектурі з розподіленням між ними функцій реалізації інтерфейсів і виконання робочої програми, що гарантує її заміну через ці інтерфейси під час роботи. Створено універсальний сторожовий таймер, функціонування якого не залежить від операційної системи та програмного забезпечення сервера

Проаналізовано доцільність використання гістограмного методу для дослідження інтегральної нелінійності прецизійних АЦП.

Проаналізовано причини виникнення та аналітично досліджено параметри методичної похибки під час визначення нелінійності функції перетворення аналого-цифрових перетворювачів, зумовленої процедурами встановлення нуля та калібрування.

Проаналізовано стан єдності вимірювань вимірювальними каналами на базі аналого-цифрових перетворювачів (АЦП), обгрунтовано доцільність розроблення вбудованої системи самоперевірки таких вимірювальних каналів. Проаналізовано вимоги щодо самоперевірки вимірювальних каналів на базі АЦП, який дозволяє оцінити придатність відомих методів тестування, діагностики та перевірки АЦП і розробити концепцію побудови та триструктурні схеми систем самоперевірки.

Досліджено вплив похибки опору резисторів багаторезистивного подільника та випадкової похибки АЦП на залишкову похибку корекції інтегральної нелінійності АЦП. Результати досліджень надали змогу визначити сферу доцільного застосування досліджуваного методу та сформулювати вимоги до методів визначення нелінійності функції перетворення з розширеною сферою доцільного застосування.

Проаналізовано структурно-алгоритмічні методи підвищення точності перетворювачів напруга - код. За результатами аналізу обрано перспективний метод корекції нелінійності функції перетворення перетворювачів напруга - код, який базується на періодичному тестовому контролі параметрів моделі перетворювача. Запропоновано спосіб формування тестових сигналів для перетворювачів напруга - код з неперервною функцією похибки. Розроблено схему та алгоритм реалізації запропонованого способу.

Представлено аналіз вимог нормативних документів до повірки аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) з неперервною функцією похибки. Запропоновано спосіб повірки АЦП, який задовольняє діючі вимоги і базується на одноточковій та одноканальній мірі електричної напруги. Запропонований спосіб використовує тестовий метод і визначення нелінійності функції перетворення АЦП з допомогою багаторезистивного подільника напруги, підключеного до джерела взірцевої напруги тестованого АЦП та вимірюванні і програмному опрацюванні результатів перетворення спадів напруг на всіх резисторах подільника. Розроблено схемотехнічні реалізації запропонованого методу, які одночасно задовольняють вимогам всіх нормативних документів.

Розроблено імітаційну модель однобітного сигма-дельта модулятора третього порядку, яка дозволяє досліджувати вплив параметрів компонентів модулятора на його інтегральну нелінійність. За допомогою розробленої моделі проведено дослідження впливу нелінійності кожного з інтеграторів на форму функції інтегральної нелінійності модулятора в цілому. Одержані результати дозволили визначити напругу, у разі якої інтегральна нелінійність модулятора приймає максимальне значення, та визначити параметри інтеграторів, які на нього впливають.

Сформульовано проблему забезпечення єдності результатів аналого-цифрового перетворення за умов масового використання аналого-цифрових перетворювачів (АЦП). Запропоновано метод її вирішення за рахунок вбудованої підсистеми метрологічної самоперевірки, яка основана на вимірюванні нелінійної складової систематичної похибки АЦП. Запропоновано структуру такої підсистеми для восьмидіапазонного АЦП. Сформульовано критерії оцінки похибок результатів аналого-цифрового перетворення за результатам самоперевірки АЦП.

Визначено вимоги до підсистеми метрологічної самоперевірки прецизійних аналого-цифрових перетворювачів (АЦП), проаналізовано відомі методи визначення інтегральної нелінійності АЦП та окреслено перспективний напрям досліджень. Описано пропонований базовий метод визначення інтегральної нелінійності АЦП та його модифікації, проведено аналітичні дослідження складових похибок всіх модифікацій. Розроблено методику імітаційного дослідження сумарної невиключеної (залишкової) похибки визначення інтегральної нелінійності АЦП базовим методом та його модифікаціями, здійснено порівняння властивостей всіх модифікацій. Проведено імітаційні дослідження дельта-сигма модулятора та впливу параметрів його компонентів на характер похибки інтегральної нелінійності прецизійних сигма-дельта АЦП. Розроблено концепцію побудови підсистеми метрологічної самоперевірки прецизійних АЦП. Розглянуто можливість використання АЦП з вбудованою підсистемою метрологічної самоперевірки та корекцією нелінійної складової похибки функції перетворення АЦП для реалізації одного з найефективніших методів підвищення точності - методу заміщення.

Досліджено вплив інтегральної нелінійності функції перетворення інтеграторів сигма-дельта модулятора другого порядку на інтегральну нелінійність функції перетворення модулятора загалом. За результатами досліджень визначено вигляд функції нелінійності модулятора та коефіцієнти впливу кожного інтегратора.

Розроблено метод формування тестових точок для визначення та коригування інтегральної нелінійності багаторозрядних АЦП, що використовують багаторезисторний подільник (БРП) напруги з усередненням спадів напруги на всіх резисторах. Проведено дослідження впливу похибки опору резисторів БРП і випадкової похибки АЦП на невиключену похибку коригування інтегральної нелінійності.

Розглянуто науково-технічну проблему забезпечення єдності вимірювань і метрологічної надійності результатів перетворення прецизійних аналого-цифрових перетворювачів (АЦП) з обмеженням трудомісткості їх метрологічного обслуговування. Для цього запропоновано оснастити їх системою метрологічної самоперевірки, яка грунтується на встановленні нуля, калібруванні та визначенні інтегральної нелінійності АЦП (необхідні та достатні процедури). Остання використовує багаторезисторний подільник напруги, під'єднаний до джерела напруги калібрування АЦП. Доведено, що у разі усереднення спадів напруги на всіх резисторах подільник є вимірювальним перетворювачем з дуже малою похибкою. Запропоновано базовий метод визначення інтегральної нелінійності АЦП і методику його модифікації, яка дала змогу розробити сім нових методів. Показано, що шум АЦП (основне джерело невиключеної похибки) спричиняє похибку, меншу за 0,0002 %. Обгрунтовано придатність методів для визначення/корекції інтегральної нелінійності сигма-дельта АЦП. Розглянуто концепцію побудови систем метрологічної самоперевірки АЦП. Показано переваги використання таких АЦП у системах вимірювання температури за методом заміщення (похибка менша за 1 мК).

Розроблено імітаційну модель однобітного сигма-дельта модулятора третього порядку, що надає змогу дослідити вплив параметрів компонентів модулятора на функцію перетворення модулятора загалом. За допомогою розробленої моделі досліджено вплив нелінійності інтеграторів на нелінійність модуляторів третього порядку з різними параметрами. Одержані результати надають змогу оптимізувати параметри інтеграторів для мінімізації нелінійності функції перетворення сигма-дельта модуляторів третього порядку, а також цілеспрямовано вибирати коригувальну функцію під час корекції нелінійної складової похибки аналого-цифрових перетворювачів на базі таких модуляторів.

Розроблено імітаційну модель аналого-цифрового перетворювача на базі однобітового сигма-дельта модулятора другого порядку. За допомогою розробленої імітаційної моделі досліджено вплив параметрів компонентів модулятора на інтегральну нелінійність аналого-цифрового перетворювача. Визначено форму кривої інтегральної нелінійності аналого-цифрового перетворювача та коефіцієнт подавлення нелінійності кожного з інтеграторів аналого-цифровим перетворювачем.

Розроблено метод формування тестових точок для визначення та корекції інтегральної нелінійності багатодіапазонних АЦП, що використовують багаторезисторний подільник напруги з усередненням спадів напруги на всіх резисторах. Проведено дослідження впливу похибки опору резисторів багаторезистивного подільника та випадкової похибки АЦП на невиключену похибку корекції інтегральної нелінійності.

За допомогою розробленої імітаційної моделі однобітного сигма-дельта модулятора довільного порядку досліджено вплив нелінійності інтегратора на вид нелінійності функції перетворення модулятора в цілому для модуляторів другого та третього порядку. Визначено коефіцієнт зменшення нелінійності інтегратора сигма-дельта модуляторами другого та третього порядку.

За допомогою розробленої імітаційної моделі однобітного сигма-дельта модулятора третього порядку досліджено вплив нелінійності інтеграторів на вид нелінійності функції перетворення модулятора у цілому. Визначено коефіцієнти подавления нелінійності інтеграторів сигма-дельта модулятором третього порядку.