2015 год, №3

Содержание выпуска
НОРМАТИВНАЯ БАЗА ИСПЫТАНИЙ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПРИ УТВЕРЖДЕНИИ ТИПА И СЕРТИФИКАЦИИ
Баранов Виктор Алексеевич, Кострикина Инна Анатольевна, Рулева Елена Вадимовна, Самошина Марина Алексеевна
Стр. 3 — 9
В современных средствах измерений (СИ) часть измерительных операций выполняется программируемым вычислительным устройством. Для использования программного обеспечения (ПО) в СИ требуется полная и достоверная информация о степени его влияния на метрологические характеристики СИ, уровне защищенности от преднамеренных и непреднамеренных воздействий и, в конечном итоге, о степени доверия к результатам измерений. Представлен обзор нормативных документов, регламентирующих порядок и содержание испытаний программного обеспечения средства измерений (ПО СИ) при проведении процедур утверждения типа и добровольной сертификации. Указано на недопустимость деятельности по подтверждению соответствия ПО СИ в форме аттестации. Показана целесообразность разделения ПО СИ на метрологически значимое и незначимое. Описаны основные источники погрешностей, вносимых ПО в погрешность СИ. Представлен перечень проверок защиты ПО и измерительной информации от случайных или преднамеренных изменений. Приведены списки организаций, осуществляющих сертификацию ПО СИ в существующих системах сертификации, и аккредитованных испытательных лабораторий.
ПОВЫШЕНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ УПРАВЛЯЮЩЕЙ СИСТЕМЫ ДВИГАТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ
Фролов Михаил Алексеевич, Фролова Ольга Александровна, Мусаев Руслан Шабанович, Салмин Александр Вячеславович
Стр. 10 — 19
Представлена структура информационно-измерительной управляющей системы двигательной установки в виде блок-схемы, рассмотрены ее элементы, в частности, измерительная часть с емкостными датчиками давления. Представлена конструкция емкостного датчика давления. Получена функция преобразования выходного сигнала «емкость - код» от изменения давления измеряемой среды, позволяющая сократить время проектирования емкостного датчика давления информационно-измерительной управляющей системы двигательной установки. Разработана методика расчета метрологических характеристик емкостных датчиков давления с цифровым выходом, позволяющая дать предварительную оценку основной и дополнительной погрешностей, используя расчетную градуировочную характеристику. Представлены результаты предварительных испытаний пяти образцов емкостных датчиков давления в условиях эксплуатации информационно-измерительной управляющей системы, которые позволили подтвердить заявленные метрологические характеристики исследуемой системы.
ПРОБЛЕМЫ СОЗДАНИЯ АДАПТИВНЫХ СМАРТ-МАТЕРИАЛОВ И СТРУКТУР СО СВОЙСТВАМИ ПРЯМОГО И ОБРАТНОГО ПЬЕЗОЭФФЕКТА
Баринов Илья Николаевич, Кучумов Евгений Владимирович, Волков Вадим Сергеевич, Евдокимов Сергей Павлович
Стр. 20 — 29
Обоснованы перспективы применения адаптивных смарт-материалов и структур для создания авиационной и космической техники нового поколения. Описаны основные параметры смарт-материалов и структур на основе прямого и обратного пьезоэлектрического эффекта, рассмотрены их преимущества перед другими типами смарт-материалов. Рассмотрено применение смарт-материалов для создания композиционных актюаторов с пьезоэлектрическими волокнами. Описан принцип управления вибрациями конструкций с использованием изделий из пьезоэлектрических материалов.
ОЦЕНКА ПРИВЕДЕННОЙ ПОГРЕШНОСТИ ПРИ ПОСТРОЕНИИ КВАЗИДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ЦЕПИ ПЕРВИЧНОГО ВИХРЕТОКОВОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ
Абрамов Сергей Владимирович
Стр. 30 — 36
Рассмотрены вопросы раздельного независимого измерения параметров первичного вихретокового преобразователя. Предложена схема замещения первичного вихретокового преобразователя в виде параллельного соединения начальной индуктивности с последовательным соединением активной и реактивной составляющих вносимого сопротивления. Данная эквивалентная схема замещения получена в результате экспериментального определения амплитудно- и фазочастотных характеристик проводимости первичного вихретокового преобразователя. Представленная модель первичного вихретокового преобразователя позволяет более полно и целенаправленно рассмотреть вопросы построения преобразователя с преобразованием только информативных параметров эквивалентной схемы замещения и компенсацией неинформативных параметров и, устранив неинформативный параметр, улучшить точность преобразования (измерения) перемещения объекта контроля. Предложено схемотехническое решение устранения неинформативного параметра с использованием квазидифференциальной схемы включений. Оценена приведенная погрешность преобразования измерения информативного параметра (перемещения) при неполной компенсации неинформативного параметра и получено математическое выражение, позволяющее оценить недокомпенсацию по амплитуде и фазе и при этом удовлетворить заданным требованиям по значению приведенной погрешности. Определено, что точность компенсации влияния температуры на результат измерения перемещения определяется строгой идентичностью параметров ветвей и строго идентичной зависимостью этих параметров от температуры во всем рабочем диапазоне.
ОЦЕНКА ЧАСТОТЫ ОСНОВНОГО ТОНА РЕЧЕВЫХ СИГНАЛОВ МЕТОДАМИ ДЕКОМПОЗИЦИИ НА ЭМПИРИЧЕСКИЕ МОДЫ
Алимурадов Алан Казанферович
Стр. 37 — 46
Для повышения эффективности оценки частоты основного тона (ЧОТ) на этапе предварительной обработки предложен новый метод адаптивного разложения нелинейных и нестационарных речевых сигналов - метод декомпозиции на эмпирические моды (ДЭМ). На основании проведенного обзора представлено подробное математическое описание разновидностей методов декомпозиции (множественной декомпозиции на эмпирические моды (МДЭМ), комплементарной множественной декомпозиции на эмпирические моды (КМДЭМ)). Проведены исследования возможности применения методов ДЭМ, МДЭМ и КМДЭМ в алгоритме оценки ЧОТ на основе анализа энергетических и спектральных характеристик эмпирических мод (ЭМ). В соответствии с результатами сделан вывод, что наиболее адаптивным методом декомпозиции речевых сигналов является метод КМДЭМ, который может найти практическое применение в алгоритмах оценки ЧОТ.
ПОВЫШЕНИЕ ТОЧНОСТИ ИЗМЕРЕНИЯ ЧАСТОТЫ ГАРМОНИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ
Мелентьев Владимир Сергеевич, Ярославкина Екатерина Евгеньевна, Бурдукский Никита Сергеевич, Нефедьев Дмитрий Иванович
Стр. 47 — 53
Объектом исследования является частота периодического сигнала, предметом исследования - метод определения частоты, основанный на формировании дополнительных сигналов, сдвинутых относительно входного по фазе. Цель работы - исследование нового метода измерения частоты, который исключает возможность возникновения частотной погрешности формирования дополнительного сигнала и погрешности по напряжению фазосдвигающих блоков. Для определения частоты использованы мгновенные значения только входного напряжения, а дополнительные сигналы применены только для сокращения времени измерения. При анализе погрешности, обусловленной отклонением реальных сигналов от гармонической модели, использована методика, основанная на оценке погрешности результата измерения параметра как функции, аргументы которой заданы приближенно с погрешностью, соответствующей отклонению модели от реального сигнала. Предложен подход к определению частоты на основе выявления характерных точек дополнительных напряжений и измерению мгновенных значений входного сигнала в моменты их переходов через ноль. Использование такого подхода позволило разработать метод, который в отличие от большинства известных методов, основанных на формировании дополнительных сигналов, использует только мгновенные значения входного напряжения. Проведена оценка влияния угловой погрешности фазосдвигающих блоков на результирующую погрешность определения частоты. При реализации разработанного метода используется только один аналого-цифровой преобразователь, что сокращает аппаратурные затраты. Полученные результаты анализа влияния погрешности, обусловленной отклонением реального сигнала от гармонической модели, и угловой погрешности фазосдвигающего блока на погрешность результата определения частоты, позволяют выбирать оптимальные параметры измерительного процесса в зависимости от требований по точности и времени измерения.
АНАЛИЗ ИОННЫХ ТОКОВ ЭПИКАРДА В ПЕРИОД РЕФРАКТЕРНОСТИ
Полосин Виталий Германович, Бодин Олег Николаевич, Иванчуков Антон Геннадьевич
Стр. 54 — 63
Рассмотрена возможность оценки относительной интенсивности протекания ионных токов через поверхность эпикарда в различные моменты времени развития потенциала действия и восстановления формы потенциала действия. На основе уравнений Максвелла получена взаимосвязь потенциала на поверхности эпикарда и объемной плотности униполярных источников тока. Показано, что потенциал поверхности эпикарда обусловлен распределением объемной плотностью униполярных источников и распространением токов в проводящей среде, зависящей от распределения проводимости в пространстве. Разработана модель объемной плотности ионных токов для поверхности эпикарда, основанная на смеси статистических распределений. Так как диагностическая ценность при формировании медицинского диагноза содержится в оценке интенсивности и характера обмена ионных токов в миокарде, в работе показана связь кумулятивных функций плотностей ионных токов с составляющими смеси распределения. Модель учитывает характерную особенность биологического строения для мышечных биологических тканей, которая состоит в сохранении размеров отдельных единиц ткани мышц (саркомеров), необходимых для размещения актин-миозинового комплекса.