Метод і безконтактний засіб контролю кутових положень на основі автогенераторних пристроїв із магніточутливими транзисторами

Abstract

У дисертаційній роботі викладено результати досліджень, які спрямова- ні на підвищення вірогідності контролю кутових положень шляхом розроблен- ня нового методу і засобу контролю. Запропоновано метод контролю кутових положень на основі автогенераторних пристроїв із магніточутливими транзис- торами, який відрізняється від існуючих безконтактним перетворенням кутово- го положення в синусний та косинусний частотні сигнали за допомогою авто- генераторних пристроїв, що надало принципову можливість підвищення вірогі- дності контролю кутових положень. Розроблено сенсори кутових положень на основі автогенераторних при- строїв із двостоковими і двоколекторними магніточутливими транзисторами та їх математичні моделі, що дозволило підвищити чутливість і зменшити похиб- ку вимірювання кутового положення. Розроблено безконтактний засіб контролю кутових положень на основі автогенераторних пристроїв із магніточутливими транзисторами, що дозволив підвищити вірогідність контролю. Запропоновано математичну модель, яка від- різняється від відомих тим, що описує процеси перетворення фізичних величин «кутове положення – магнітна індукція – частота – цифровий код» і є рівнянням перетворення засобу контролю кутових положень. Здійснено оцінювання метрологічних характеристик засобу контролю. Максимальна зведена похибка розробленого засобу складає 0,015%. Проведено експериментальні дослідження, що підтверджують висунуті теоретичні положення. Вірогідність контролю кутових положень складає 0,98, що на 0,06 вище, ніж у відомих засобів.

В диссертационной работе изложены результаты исследований, направ- ленных на повышение достоверности контроля угловых положений путем раз- работки нового метода и средства контроля. Предложен метод контроля угло- вых положений на основе автогенераторных устройств с магниточувствитель- ными транзисторами, который отличается от существующих бесконтактным преобразованием углового положения в синусный и косинусный частотные сигналы с помощью автогенераторных устройств, что позволило принципиаль- но повысить достоверность контроля угловых положений. Разработаны сенсоры угловых положений на основе автогенераторных устройств с двухстоковыми и двухколекторными магниточувствительными транзисторами и их математические модели, что позволило повысить чувстви- тельность и уменьшить погрешность измерения углового положения. Разработано бесконтактное средство контроля угловых положений на основе автогенераторных устройств с магниточувствительными транзисторами, с помощью которого удалось повысить достоверность контроля. Предложена математическая модель, которая отличается от существующих тем, что описы- вает процессы преобразования физических величин «угловое положение – маг- нитная индукция – частота – цифровой код» и является уравнением преобразо- вания средства контроля угловых положений. Выполнено оценивание метрологических характеристик средства кон- троля. Максимальная приведенная погрешность разработанного средства не превышает 0,015%. Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие выдви- нутые теоретические положения. Достоверность контроля угловых положений составляет 0,98, что на 0,06 выше, чем в известных средств.

The thesis presents results of the research on increasing probability of angular position control due to development of new method and instrument for control. Some features of angular position control of rotary supports have been considered taking into account the effect of the error of angular position adjustment on the radar accuracy. A new classification of instruments for angular position control has been proposed. Classification criteria are the output type, the type of contact with the measured medium, measurement range, and physical operating principles. The choice of magnetic type of the measurement methods and instruments was explained. An analysis of some scientific papers showed that self-oscillating devices for conversion of physical quantities based on reactive properties of semiconductor devices enable sensitivity increasing and measurement error reduction. A review of galvanomagnetic magnet-sensitive devices for controlling angular positions showed that magnetsensitive transistors have much higher sensitivity than other galvanomagnetic transducers. The static metrological characteristics of measuring channel of instrument for angular position control based on self-oscillating devices with magnet-sensitive transistors were estimated. Basic errors of the control device have been detected. . The conventional error of the developed device does not exceed 0.015%. The results of an experimental research of instrument for angular position control support theoretical expectations and confirm efficiency of the proposed method. By using a series criterion based on the sample median and a square successive difference criterion independence and stationarity of the statistical series of measuring values. It was confirmed, that the law of distributing of measurement error is normal. The dependence of Type I and Type II errors on the standard deviation of the measurement error of angular position have been estimated. It was calculated that the probability of controlling angular position by the developed device is 0.98, which is by 0,06 higher than that of the known instruments.