Разработка метода обработки сигнала датчика
| Autor: | Volodymyr Kvasnikov, Anatolij Perederko |
|---|---|
| Rok vydání: | 2018 |
| Předmět: |
Adder
Frequency band Acoustics Phase (waves) primary converter lcsh:Business Transfer function law.invention phase shift UDC 531 первичный преобразователь обкладки пьезоэлемента пьезоэлектрический акселерометр фазовый фильтр первого порядка фазовый сдвиг law lining of the piezoelement lcsh:Technology (General) piezoelectric accelerometer first-order phase filter Transformer Physics Piezoelectric accelerometer первинний перетворювач обкладки п’єзоелемента п’єзоелектричний акселерометр фазовий фільтр першого порядку фазовий зсув УДК 531 Vibration Amplitude lcsh:T1-995 lcsh:HF5001-6182 |
| Zdroj: | Tehnologìčnij Audit ta Rezervi Virobnictva, Vol 2, Iss 1(46), Pp 31-33 (2019) Technology audit and production reserves; Том 2, № 1(46) (2019): Industrial and Technology Systems; 31-33 Technology audit and production reserves; Том 2, № 1(46) (2019): Виробничо-технологічні системи; 31-33 Technology audit and production reserves; Том 2, № 1(46) (2019): Производственно-технологические системы; 31-33 |
| ISSN: | 2312-8372 2226-3780 |
| DOI: | 10.15587/2312-8372.2019.169340 |
| Popis: | The object of research is the process of processing the signal of the primary converter by a certain method. In carrying out measurements on the primary converter of the measuring system, in addition to the action parameter measurement, there are many secondary influences. One of them is the change in the temperature of the environment. This leads to the appearance in the measured signal of such a component as an additional constant level. It is caused by the generation of the primary converter in the absence of influence on the object of measurement of additional charge, potential. That is, in the absence of action on the side of the measurement parameter there is a shift in the zero level of the signal of the primary converter. Thus the fluctuations of the temperature of the medium result in the appearance of a non-informative component in the measurement signal. That is, we get an increase in the error of the measurement result. The principle of the method used to process the signal of the primary converter is presented on the example of measuring the vibration with a piezoelectric accelerometer. The proposed method of processing the signal of measurement allows to distinguish a constant component of the complex signal of measurement. This is achieved by supplying a measuring signal to two parallel channels, in one of which the signal is delayed by phase for half of the period relative to the second, followed by processing on the adder. Since the signal from the primary converter has a wide frequency band, it is necessary to ensure the accuracy of the delay in the phase. This is achieved by reconfiguring a constant time phase filter phase. The reconfiguration is carried out using a frequency-voltage converter that tracks the frequency of the measured signal. Since changes in temperature over time compared with the frequency of measured vibrations are much slower, then the inaccuracy of the scheme is practically absent. That is, the inaccuracy of determining the constant component in the complex signal will be determined by the difference in the amplitudes of adjacent half-lives. The obtained results allow to assert that this method can be used both for correction of the primary transformer itself (by influence on its transfer function), and for correction of the results of measurements in general. Объектом исследования является процесс обработки сигнала первичного преобразователя определенным методом. При проведении измерений на первичный преобразователь измерительной системы, кроме действия параметра измерений, действует множество вторичных воздействий. Одним из них является изменение температуры среды. Это приводит к появлению в измеряемом сигнале такой компоненты, как дополнительный постоянный уровень. Он обусловлен генерацией первичным преобразователем при отсутствии влияния со стороны объекта измерений дополнительного заряда, потенциала. То есть, при отсутствии действия со стороны параметра измерений наблюдается сдвиг нулевого уровня сигнала первичного преобразователя. Таким образом колебания температуры среды приводят к появлению неинформативной составляющей в сигнале измерений. То есть, получаем увеличение погрешности результата измерения. Принцип метода, которым обрабатывался в работе сигнал первичного преобразователя, приведен на примере измерения вибрации пьезоэлектрическим акселерометром. Предложенный метод обработки сигнала измерения позволяет выделить постоянную составляющую из комплексного сигнала измерения. Это достигается путем подачи измерительного сигнала по двум параллельным каналам, в одном из которых сигнал задерживается по фазе на половину периода относительно другого с последующей обработкой на сумматоре. Так как сигнал с первичного преобразователя имеет широкую частотную полосу, то необходимо обеспечить точность задержки по фазе. Это достигается путем перенастройки звена постоянной времени фазовых фильтров. Перенастройка осуществляется с помощью преобразователя частота-напряжение, который отслеживает частоту измеряемого сигнала. Поскольку изменения температуры во времени, по сравнению с частотой измеряемых вибраций, значительно медленнее, то неточность работы схемы практически отсутствует. То есть неточность определения постоянной составляющей в комплексном сигнале будет определяться разницей амплитуд смежных полупериодов. Полученные результаты позволяют утверждать, что данный метод можно использовать как для коррекции самого первичного преобразователя (путем воздействия на его передаточную функцию), так и для коррекции результатов измерений вообще. Об’єктом дослідження є процес обробки сигналу первинного перетворювача певним методом. При проведенні вимірювань на первинний перетворювач вимірювальної системи, окрім дії параметру вимірювань, діє безліч вторинних впливів. Одним з них є зміна температури середовища. Це приводить до появи в вимірюваному сигналі такої компоненти, як додатковий постійний рівень. Він обумовлений генерацією первинним перетворювачем при відсутності впливу з боку об'єкта вимірювань додаткового заряду, потенціалу. Тобто, при відсутності дії зі сторони параметру вимірювань спостерігається зрушення нульового рівня сигналу первинного перетворювача. Таким чином коливання температури середовища приводять до появи неінформативної складової в сигналі вимірювань. Тобто, отримуємо збільшення похибки результату вимірювання. Принцип методу, яким оброблявся у роботі сигнал первинного перетворювача, викладений на прикладі вимірювання вібрації п’єзоелектричним акселерометром. Запропонований метод обробки сигналу вимірювання дозволяє виокремити постійну складову з комплексного сигналу вимірювання. Це досягається шляхом подачі вимірювального сигналу по двом паралельним каналам, в одному з яких сигнал затримується по фазі на половину періоду відносно другого з подальшою обробкою на суматорі. Так як сигнал з первинного перетворювача має широку частотну смугу, то необхідно забезпечити точність затримки по фазі. Це досягається шляхом переналаштування ланки постійної часу фазових фільтрів. Переналаштування здійснюється за допомогою перетворювача частота-напруга, який відстежує частоту вимірюваного сигналу. Оскільки зміни температури в часі, в порівнянні з частотою вимірюваних вібрацій, значно повільніші, то неточність роботи схеми практично відсутня. Тобто неточність визначення постійної складової в комплексному сигналі буде визначатися різницею амплітуд суміжних напівперіодів. Отримані результати дозволяють стверджувати, що даний метод можливо використовувати як для корекції самого первинного перетворювача (шляхом впливу на його передатну функцію), так і для корекції результатів вимірювань взагалі. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|