Информационно-измерительная система непрерывного контроля уровня топлива в емкостях тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.11.16, кандидат наук Мастепаненко, Максим Алексеевич

• Мастепаненко, Максим Алексеевич
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Мастепаненко, Максим Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ

1 Глава 1:

АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ТОПЛИВА

1.1 Анализ методов измерения уровня топлива

1.2 Особенности применения емкостного метода в системах измерения и контроля уровня

1.3 Исследование конструктивных особенностей емкостных первичных преобразователей уровня

1.3.1 Принцип инвариантности в построении измерительных устройств

1.3.2 Исследование функций преобразования коаксиальных датчиков уровня

1.3.3 Конструктивные методы учета и компенсации влияния относительной диэлектрической проницаемости контролируемой среды

1.3.4 Совершенствование конструкций коаксиальных датчиков уровня топлива с использованием различных методов подключения компенсационного датчика к вычислительному устройству

1.4 Выводы

2 Глава 2:

МЕТОДЫ ОБРАБОТКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ ПЕРВИЧНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИОННО-ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ТОПЛИВА

2.1 Методы обработки измерительных сигналов емкостных уровнемеров на переменном токе

2.2 Методы обработки измерительных сигналов емкостных уровнемеров по параметрам переходных процессов

2.3 Сравнительный анализ методов обработки измерительных сигналов

2.4 Исследование методов преобразования электрической емкости в код с промежуточным преобразованием в постоянную времени

2.4.1 Исследование методов определения информативного параметра регистрируемого сигнала по мгновенным значениям переходного процесса

2.4.2 Алгоритмы оценки постоянной времени измерительной цепи с использованием цифрового дифференцирования

2.5 Математическое моделирование системы обработки измерительных сигналов по мгновенным значениям 66 переходного процесса

2.5.1 Параметры математического моделирования

2.5.2 Моделирование погрешности квантования по уровню

2.5.3 Анализ погрешности квантования

2.6 Сравнение точности математических моделей системы обработки измерительных сигналов по параметрам переходного процесса

2.7 Оценка составляющих результирующей погрешности системы обработки измерительных сигналов по мгновенным значениям переходного процесса

2.7.1 Анализ влияния линейности функции преобразования АЦП на погрешность оценки постоянной времени

2.7.2 Оценка влияния погрешности датирования отсчетов на результат оценки f

2.7.3 Определение зависимости между скоростью изменения напряжения на конденсаторе и апертурным временем

2.7.4 Оценка влияния сопротивления утечки в первичных преобразователях емкостных уровнемеров на погрешность оценки постоянной времени

2.7.5 Аналитическая оценка погрешности метода определения постоянной времени

2.7.6 Оценка результирующей погрешности системы обработки измерительных сигналов по мгновенным значениям переходного процесса

2.8 Выводы

3 Глава 3:

РАЗРАБОТКА ЕМКОСТНОГО СПОСОБА ИЗМЕРЕНИЯ УРВОНЯ ТОПЛИВА, ИНВАРИАНТНОГО К ИЗМЕНЕНИЮ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ КОНТРОЛИРУЕМОЙ СРЕДЫ

3.1 Анализ структурных схем измерения уровня емкостным методом

3.2 Разработка алгоритма измерения уровня жидкости, инвариантного к изменению относительной диэлектрической

проницаемости среды

3.2.1 Разработка способа и алгоритма измерения уровня

3.3 Оценка погрешности методов компенсации влияния относительной диэлектрической проницаемости

контролируемой среды

3.3.1 Аналитическая оценка составляющих погрешности алгоритма расчета уровня для предлагаемой структуры первичных преобразователей

3.4 Имитационное моделирование информационно-измерительной системы непрерывного контроля уровня топлива

4

3.4.1 Сравнительный анализ точности информационно-измерительной системы контроля уровня топлива с использованием различных методов компенсации влияния относительной диэлектрической проницаемости

3.4.2 Оценка влияния емкости компенсационного датчика на точность измерения уровня

3.5 Выводы

4 Глава

ПРОГРАММНАЯ И АППАРАТНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ НЕПРЕРЫВНОГО КОНТРОЛЯ УРОВНЯ ТОПЛИВА

4.1 Разработка конструкции вторичного измерительно-вычислительного устройства

4.2 Разработка программного обеспечения вторичного измерительно-вычислительного устройства

4.3 Характеристики АЦП вторичного измерительно-вычислительного устройства

4.4 Экспериментальные исследования информационно- 138 измерительной системы непрерывного контроля уровня

4.5 Выводы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ А

ПРИЛОЖЕННОЕ Б

ПРИЛОЖЕНИЕ В

ПРИЛОЖЕНИЕ Г

ПРИЛОЖЕНИЕ Д

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Информационно-измерительная система непрерывного контроля уровня топлива в емкостях»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Измерения уровня жидкостей является ключевой операцией при автоматизации технологических процессов во многих отраслях промышленности, особенно химической, нефтехимической и нефтеперерабатывающей. Так как, именно в этих отраслях промышленности измерение уровня напрямую связанно с условиями безопасной работы оборудования, а также вопросами коммерческого учета светлых нефтепродуктов (таких как бензины различных марок, дизельное топливо, керосин), на долю которых приходится около 70 % продуктов, получаемых из нефти.

В настоящее время, измерения уровня светлых нефтепродуктов (топлива) осуществляют различными методами и приборами (поплавковые, гидростатические, емкостные, акустические, радиоизотопные и другие), возможности которых определяются, с одной стороны, технологическими требованиями (диапазон, точность, взрывобезопасность и другие) и, с другой стороны, наличием неинформативных влияющих параметров (давление, плотность, вязкость, электропроводность и т.д.).

Наибольшее распространение в системах измерения уровня светлых нефтепродуктов нашел емкостной метод. Отличительной особенностью емкостных измерителей уровня (ЕИУ) является: исключительная конструктивная простота датчиков; отсутствие подвижных частей первичного преобразователя; удобство монтажа; возможности использования в широком интервале температур и давлений; высокая чувствительность, малые габариты и масса; относительно высокое быстродействие и искробезопасность.

Большой вклад в разработку и исследование емкостных методов измерения внесли такие известные ученые, как Бухгольц В.П., Тисевич Э.Г., Форейт И., Мишин В.А., Карандеев К.Б., Полищук Е.С., Медведев Г.В.,

Шарапов В.М., Ацюковский В.А., Кошевой М.Д., Минаев И.Г., Фомин В.М. и другие.

Несмотря на ряд преимуществ, применение ЕИУ в системах контроля и управления сопряжено с рядом трудностей. Основными, из которых являются:

- влияние диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости £ж на результаты измерений (этот недостаток частично устраняют различными конструктивными и схемными решениями, например, устанавливают дополнительный компенсационный датчик);

необходимость установки дополнительной линии связи компенсационного датчика с вычислительными устройствами (этот недостаток обусловлен появлением дополнительной погрешности, вызванной изменением электрической емкости соединительного кабеля (которая с течением времени будет меняться), особенно при больших диапазонах измеряемого уровня);

- отсутствие возможности использования ЕИУ для различных типов жидкостей (например, различных марок бензина), без переградуировки измерительной схемы, либо необходимость калибровки устройства под конкретно измеряемую жидкость;

- дополнительные преобразования с целью получения выходного сигнала, удобного для дистанционной передачи, а также необходимостью в некоторых случаях расположения генератора высокой частоты в непосредственной близости от первичного преобразователя, что по условиям эксплуатация не всегда приемлемо;

- высокая погрешность измерения электрической емкости (±0,1 1,0%).

Таким образом, вопросы совершенствования известных или разработка

новых подходов к измерению уровня топлива емкостным методом,

расширения функциональных возможностей, с целью повышения

метрологических и эксплуатационных характеристик емкостных

7

уровнемеров, совместимости их со стандартными контроллерами и терминалами продолжают оставаться весьма актуальными.

Решение этих задач позволит значительно упростить проектирование, монтаж и эксплуатацию емкостных уровнемеров и повысить надежность функционирования систем контроля и управления уровнем топлива в целом.

Степень разработанности темы исследования. В настоящее время измерения уровня топлива осуществляют емкостными уровнемерами, что обусловлено отсутствием подвижных частей первичного преобразователя, высокой чувствительностью и точностью. Детальные исследования можно найти в работах: Бухгольца В. П., Тисевича Э. Г., Карандеева К. Б., Шарапова В. М., Ацюковского В. А. и других. Погрешность емкостных уровнемеров не превышает ± (0,5 - 5) %.

Основной задачей, стоящей перед исследователями, является снижение погрешности измерений, за счет усовершенствования известных или применение новых методов обработки измерительных сигналов (методов преобразования электрической емкости в электрический сигнал) первичных преобразователей, а также методов учета и компенсации внешних возмущающих воздействий.

Целью работы является повышение метрологических характеристик емкостных уровнемеров топлива, разработка структуры и алгоритма работы двухканального инвариантного измерителя уровня.

Эта цель достигается решением следующих частных научных задач:

1. Разработка и исследование структуры двухканального емкостного измерителя уровня топлива, обладающего высокой точностью учета флуктуации относительной диэлектрической проницаемости контролируемой среды.

2. Разработка и исследование оптимального по быстродействию и точности алгоритма преобразования электрической емкости в код с промежуточным преобразованием в постоянную времени.

3. Разработка и исследование способа измерения уровня топлива, инвариантного к влиянию относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости.

4. Разработка структуры вторичного измерительно-вычислительного устройства с разновременной коммутацией рабочего и компенсационного конденсаторных датчиков для практической реализации алгоритмов измерения электрической емкости и способа измерения уровня.

5. Разработка комплекса программ для практической реализации информационно-измерительной системы непрерывного контроля уровня топлива в емкостях.

Методы исследования. При выполнении работы использовались методы анализа переходных процессов в электрических цепях, методы математического моделирования, теории погрешностей средств измерений, физики диэлектриков, теории дифференциальных уравнений и методов статистической обработки результатов измерений, анализа динамической погрешности, специализированные программные среды МаЛСаё и МаЛаЬ.

Научная новизна диссертационного исследования заключается в следующем:

1. Предложена структура двухканального емкостного измерителя уровня, инвариантного к изменению относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости, а также конструктивные варианты исполнения емкостного измерителя уровня, отличающегося от существующих устранением необходимости установки дополнительной линии связи рабочего и компенсационного датчиков и высокой удельной емкостью компенсационного датчика, без изменения габаритов устройства и зоны измеряемого уровня.

2. Предложен алгоритм преобразования электрической емкости в код с промежуточным преобразованием в постоянную времени измерительной цепи, отличающийся повышенной точностью и быстродействием.

3. Разработан способ измерения уровня, инвариантный к изменению относительной диэлектрической проницаемости контролируемой среды по параметрам двух емкостных датчиков (рабочего и компенсационного).

4. Предложено техническое решение цифрового измерительно-вычислительного устройства системы непрерывного контроля уровня топлива, а также комплекс программ для его практической реализации.

Научная и практическая ценность работы заключается в том, что:

1. Предложена структура двухканального емкостного измерителя уровня топлива в емкостях, инвариантного к изменению относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости, разработана и исследована конструкция емкостного измерителя уровня, новизна и полезность которой подтверждена четырьмя патентами РФ.

2. Предложен алгоритм преобразования электрической емкости в код с промежуточным преобразованием в постоянную времени, отличающийся высокой точностью и быстродействием.

3. Разработан алгоритм измерения уровня, инвариантный к изменению относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости, научная новизна и практическая ценность которого подтверждена патентом РФ на изобретение.

4. Предложена структура вторичного измерительно-вычислительного и управляющего устройства с разновременной коммутацией рабочего и компенсационного конденсаторных датчиков, программный комплекс для его практической реализации, полезность которого подтверждена восемью свидетельствами о государственной регистрации программ для ЭВМ.

5. Результаты работы используются в учебном процессе (в курсовом и дипломном проектировании) на кафедрах «Теоретические основы электротехники» и «Автоматика, электроника и метрология»

электроэнергетического факультета ФГБОУ ВПО «Ставропольский ГАУ», что подтверждается двумя актами внедрения НИР в учебный процесс.

Положения, выносимые на защиту;

1. Структура двухканального емкостного измерителя уровня топлива, инвариантного к флуктуации относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости.

2. Результаты исследования оптимального алгоритма преобразования электрической емкости в код с промежуточным преобразованием в постоянную времени, отличающегося высокой точностью и быстродействием, а также рекомендации по его практической реализации.

3. Способ измерения уровня по параметрам двух емкостных датчиков, инвариантный к изменению относительной диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости.

4. Структура вторичного измерительно-вычислительного и управляющего устройства с разновременной коммутацией рабочего и компенсационного конденсаторных датчиков, а также комплекс программ для его реализации.

Достоверность результатов обусловлена совпадением аналитических исследований и имитационного моделирования алгоритма преобразования электрической емкости в код с промежуточным преобразованием в постоянную времени и инвариантного алгоритма расчета уровня по параметрам двухканального емкостного измерителя.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы

докладывались и обсуждались на следующих Международных,

Всероссийских и региональных научно-технических конференциях,

выставках и конкурсах: V Международная научно-техническая конференция

«ДАТЧИКИ, ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ - 2009" (г. Ялта, 13-19 сентября

2009 г.); Президиум Российской академии наук, Победитель Конкурса 2010

года на соискание медалей РАН «За лучшую научную разработку года» в

номинации «Разработка или создание приборов, методик, технологий и

11

новой научно-технической продукции научного и прикладного значения» (г. Москва, 2011 г., золотая медаль Президиума РАН постановлением РАН от 22 февраля 2011 года); Петербургская техническая ярмарка - Лучший инновационный проект и лучшая научная разработка 2013, 2014 гг. в номинации «Приборостроение» (г. Санкт-Петербург, 2011 и 2012 гг., золотые медали); 7-я Биотехнологическая Международная выставка-ярмарка «РосБиоТех - 2013» (г. Москва, 2013 г., золотая медаль); ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ», 19 - ая Международная научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика» (г. Москва, 2013 г.).

Публикации. Научные результаты работы опубликованы в следующих рецензируемых журналах: «Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика», «Достижения науки и техники АПК», «Вестник АПК Ставрополья», «Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве», «Вюник Черкаського державного технолопчного универс1тету», а также в сборниках материалов конференций. Всего по теме диссертации опубликовано 35 печатных работ, в том числе 4 статьи в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, 5 патентов РФ и 8 свидетельств о государственной регистрации программ для ЭВМ.

Соответствие паспорту специальности. Содержание диссертации

соответствует паспорту специальности 05.11.16 - «Информационно-

измерительные и управляющие системы» (в машиностроении), а именно: п.1

«Научное обоснование перспективных информационно-измерительных и

управляющих систем, систем их контроля, испытаний и метрологического

обеспечения, повышение эффективности существующих систем»; п. 3

«Методы и технические средства метрологического обеспечения

информационно-измерительных и управляющих систем, метрологического

обеспечения испытаний и контроля, метрологического сопровождения и

метрологической экспертизы информационно-измерительных и

12

управляющих систем, методы проведения их метрологической аттестации»; п. 4 «Методы и системы программного и информационного обеспечения процессов отработки и испытаний образцов информационно-измерительных и управляющих систем»; п. 6 «Исследование возможностей и путей совершенствования существующих и создания новых элементов, частей, образцов информационно-измерительных и управляющих систем, улучшение их технических, эксплуатационных, экономических и эргономических характеристик, разработка новых принципов построения и технических решений».

Внедрение результатов работы. Работа выполнялась в рамках реализации федеральной государственной программы «СТАРТ-09» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «Техническое средство для измерения уровня различных жидкостей с унифицированным выходным сигналом». Государственный контракт № 6743р/9378 от 10 апреля 2009 года. Разработка зарегистрирована во Всероссийском научно-техническом информационном центре (ВНТИЦ, регистрационный номер 01200954636). На сегодняшний день реализуется государственный контракт №12528р/23928 от 28.02.2014 г. на тему: «Разработка аппроксимационных алгоритмов обработки первичных информативных параметров регистрируемых сигналов системы непрерывного контроля уровня нефтепродуктов».

Личный вклад автора. В опубликованных в соавторстве работах автору принадлежат: разработка инвариантного способа измерения уровня диэлектрических и токопроводящих жидкостей емкостными уровнемерами [4, 6, 8, 11, 21]; метод преобразования электрической емкости в код по мгновенным значениям параметров переходного процесса в измерительной цепи на постоянном токе [3, 5]; разработка алгоритмов и программ для ЭВМ по расчету уровня топлива по значению электрической емкости рабочего и компенсационного конденсаторных датчиков.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, приложений, библиографического списка, включающего 110 источников. Основная часть работа изложена на 163 страницах, содержит 52 рисунка и 23 таблицы.

1 АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР МЕТОДОВ И СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЯ

УРОВНЯ ТОПЛИВА

Измерение уровня жидкостей является важной задачей при автоматизации технологических процессов во многих отраслях промышленности: нефтепереработка, химическая промышленность, теплоэнергетика, пищевая промышленность и другие [1]. Однако, особый интерес вызывает применение уровнемеров для измерения уровня, наиболее дорогостоящих - светлых нефтепродуктов (СИП). Ежегодно в России добывается более 520 миллионов тонн нефти, из которой производится более 500 типов продуктов. На долю СНП приходится более 70 % продуктов, получаемых из нефти (бензины различных марок, масла, дизельное топливо, керосин и другие).

В одних технологических процессах (например, в топливо-измерительных системах самолетов), замер должен производиться с высокой точностью и в большом диапазоне, с непрерывным слежением за изменением уровня, и охватывающем всю рабочую высоту резервуара, порой не имеющего доступа обслуживающему персоналу со стороны боковых стенок или днища. В других случаях, для контроля уровня СНП особой точности не требуется, и измерения производятся в сравнительно небольшом диапазоне измерений уровня или требуется только лишь сигнализация, заданных предельных значений максимума или минимума (например, в резервуарных парках) [2, 3, 4, 5, 6, 7, 8]. Каждый тип СНП характеризуется десятками параметров (физические и химические свойства контролируемой среды, температура, вязкость, электрическая проводимость, химическая агрессивность и т.д.), для измерения которых применяются множество методов и приборов (поплавковый, радиоволновый, емкостной, гидростатический и другие), разнородных по принципу действия [1, 3, 4, 8, 9, 11 - 15].

1.1 Анализ методов измерения уровня топлива

В таблице 1.1 приведены основные метрологические характеристики наиболее распространенных методов измерения уровня топлива в резервуарах различной формы [8, 9, 11 - 15, 17 - 23].

Таблица 1.1- Классификация основных метрологических характеристик уровнемеров

Наименование уровнемеров

Основные метрологические характеристики

Диапазоны измерения, м

Температура контролируем ой среды, °С

Предельное избыточное давление рабочей среды, МПа

Погрешность измерения, %

Гидростатические 0,05 - 63 от-40 до + 125 до 12 ±(1-3)

Акустические 0,2-30 от-50 до + 170 ДО 4 ±(1-2,5)

Емкостные , ^ 0-40 4 от т 60 до +.250 до 10 - - ± (0,5 - 5)

Анализ методов измерения уровня топлива (таблица 1.1) показал, что в наибольшее распространение (например, в системах измерения уровня топлива в баках автомобилей или летательных аппаратов, а также в системах измерения уровня топлива резервуарных парков нефтяной промышленности) нашли: поплавковые и емкостные уровнемеры (ЕУ) [1, 3, 7, 8, 18].

В последние десятилетия поплавковые уровнемеры получили широкое распространение, особенно как средство измерения уровня топлива в баках летательных аппаратов и транспортных средств [1, 4, 9, 15]. Индикатором уровня в поплавковых уровнемерах служит поплавок. Работа поплавковых уровнемеров основана на измерении линейного или углового перемещения поплавка, плавающего на поверхности контролируемой среды. В простейшем случае поплавковые уровнемеры состоят из чувствительного элемента -поплавка, преобразователя перемещения и элементов механической или электрической связи для дистанционной передачи данных. На сегодняшний

день, серийно выпускаются поплавковые уровнемеры широкого и узкого диапазонов [1,3,9].

Поплавковые уровнемеры, несмотря на широкое применение, и обладающие рядом преимуществ, такими как, высокая надежность, отсутствие влияния температуры и химического состава контролируемой жидкости на результаты измерений, имеют существенные недостатки, основными из которых, являются:

- высокая методическая погрешность (обусловленная продольным и поперечным креном или ускорением) и отсутствие возможности ее устранения (от ± 2 % до ± 5%, например, топливомер ТПР1-9Т, СКЭС-2027А);

- наличие подвижных частей первичного преобразователя (более 50% подвижных деталей) и относительная сложность конструкции, что значительно снижает надежность работы системы;

- трудность изготовления поплавка, рассчитанного на высокие давления;

- высокие массово - габаритные параметры.

Кроме того, точность поплавковых датчиков в процессе эксплуатации определяется еще и стабильностью характеристик его элементов, при изменении которых, появляется дополнительная погрешность и отсутствует возможности ее компенсации.

Так, например погрешность поплавкового уровнемера ТПР1-9Т на нулевой отметке не превышает ± 2 %, а на всей остальной шкале ±3,5 %, а погрешность авиационного топливомера СКЭС-2027А лежит в пределах от ± 2,5 % (на нулевой отметке) до ± 5% (на всем остальном диапазоне).

По результатам приведенных рассуждений в данной диссертационной работе разрабатываются и исследуются уровнемеры топлива (СНП), основанные на емкостном методе измерения. Такие приборы в наибольшей степени отвечают требованиям чувствительности, быстродействия, точности

измерения уровня, а также совместимости первичных преобразователей с вычислительными устройствами и дистанционной передачи данных.

Широкое распространение ЕУ обусловлено:

- исключительной конструктивной простотой самого емкостного датчика уровня, который в простейшем случае может быть выполнен из двух металлических пластин произвольной формы (тогда как, например, в поплавковых уровнемерах используется более 50 составных деталей только первичного преобразователя);

- высокой точностью преобразования уровня (от ± 0,5 до ± 5 %);

- отсутствием подвижных частей первичного преобразователя;

- малыми габаритами и массой;

низкой методической погрешностью, вызванной изменением положения топлива в баках при кренах и ускорениях самолета (за счет использования четырех датчиков по краям бака);

- возможностью использования в широком интервале температур и давлений;

- относительно высоким быстродействием (по сравнению с другими методами);

- искробезопасностью первичных преобразователей.

1.2 Особенности применения емкостного метода в системах измерения и контроля уровня

В основе работы емкостных преобразователей неэлектрических величин в электрические лежит принцип работы электрического конденсатора. Электрический конденсатор - это система, состоящая из двух проводников, разделенных слоем диэлектрика [1,3,4,7]. Известно, что значение электрической емкости конденсатора С при плоскопараллельном

расположении электродов (без учета краевого эффекта) определяется следующим выражением:

С = £0£у (1.1)

_12

где £0 - диэлектрическая постоянная, численно равная 8,854187817-10 Ф/м;

е - относительная диэлектрическая проницаемость среды, заполняющая межэлектродное пространство;

5 - площадь электродов конденсатора;

с1 - расстояние (зазор) между электродами конденсатора.

Из выражения (1.1) видно, что значение емкости конденсаторных датчиков (КД), имеющих плоскопараллельную систему электродов зависит от изменения одного из трех переменных параметров площади электродов 5 конденсатора, расстояния между электродами с1 и относительной диэлектрической проницаемости £ среды, находящейся между электродами, либо от комбинации всех параметров одновременно [4, 11, 14, 15].

Контролируемая неэлектрическая величина обычно воздействует на какой - либо из этих параметров, меняя тем самым емкость КД. Таким образом, принцип работы емкостных датчиков (датчики давления, датчики угловых и линейных перемещений, влажности, датчики уровня жидких и сыпучих материалов и т.д.) определяется видом измеряемой величины и способом ее воздействия на емкость датчика.

Измерение уровня жидкостей емкостными датчиками основано на изменении диэлектрической проницаемости £ среды, заполняющей межэлектродное пространство. Из выражения (1.1) видно, что емкость конденсатора пропорциональна относительной диэлектрической проницаемости £ вещества, заполняющего межэлектродное пространство. Диэлектрическая проницаемость £в03 воздуха практически равна 1, а для различных жидкостей значения еж лежат в пределах от 2 до 80.

Особенностью применения ЕУ в системах управления и контроля является малая начальная емкость датчиков, которая в большинстве случаев

лежит в пределах от 10 до 103 пФ. Это обстоятельство приводит к необходимости использования напряжения высокой частоты от МО3 до (1н-2)Т08 Гц для работы датчиков. При использовании низких частот, например промышленной частоты 50 Гц, емкостные датчики уровня (и другие типы емкостных датчиков) обладают большим реактивным сопротивлением, что ограничивает их использования в измерительных цепях.

Использование высокочастотного сигнала приводит к необходимости дополнительного аналогового и цифрового преобразования, с целью получения унифицированных сигналов (тока, частоты или напряжения), удобных для дистанционной передачи их на расстояния, и последующем использовании в системах управления и контроля.

Анализ литературы [1, 3, 4, 7, 9, 11, 14, 15] показал, что емкостной метод измерения является одним из наиболее распространенных методов измерения уровня. Основными преимуществами емкостных уровнемеров является, прежде всего, отсутствие подвижных элементов, что значительно повышает надежность работы устройства, простота обслуживания, удобства монтажа первичного преобразователя, возможности использования в широком интервале температур и давлений. Кроме того, емкостные датчики уровня обладают высокой чувствительностью, малыми габаритами и массой, относительно высоким быстродействием, искробезопасностью, небольшими усилиями электромеханического взаимодействия между электродами, однонаправленностью действия, легкостью формирования требуемой формы зависимости между входной и выходной величинам [4, 7, 8, 14, 15, 16, 17].

Несмотря на ряд преимуществ, применение емкостных датчиков уровня в системах управления и контроля сопряжено с рядом трудностей: влиянием диэлектрической проницаемости контролируемой жидкости, влиянием линии связи (особенно компенсационных датчиков) с измерительной схемой, отсутствием возможности использования устройств для различных типов жидкостей, без переградуировки измерительной схемы,

наличием активных потерь в емкостном преобразователе и другими.

20

Перечисленные особенности приводят к повышению погрешности, к ограничению возможности использования емкостных преобразователей (ЕП) в ряде технологических процессов.

Еще одним важным параметром, влияющим на точность измерения уровня емкостными датчиками является активное сопротивление утечек Яут первичного преобразователя. Значение этого сопротивления зависит от качества изоляционных материалов, используемых в конструкции емкостного датчика, от сопротивления утечки соединительного кабеля, а также проводящих пленок, которые могут образовываться на поверхности изоляторов. В случае, если качество изолятора будет не удовлетворительное, активная проводимость датчика может быть соизмеримой с емкостной [14]. Это приведет к значительному повышению погрешности измерения, а в некоторых случаях к неисправности датчика - отсутствию возможности проведения измерений.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Мастепаненко, Максим Алексеевич, 2014 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Чистофорова, Н. В. Технические измерения и приборы. Измерение теплоэнергетических параметров: Учебное пособие для студентов дневной и заочной формы обучения специальности 220301 «Автоматизация технологических процессов и производств» / Н.В. Чистофорова, А.Г. Колмогоров. - Ангарск, АГТА, 2008. - Ч. 1. - 200 с.

2. Doc 9859, Safety Management Manual (SMM), 1С АО 2013.

3. Иванова, Г. М. Теплотехнические измерения и приборы: учебник для вузов / Г.М. Иванова, Н.Д. Кузнецов, В.С. Чистяков. - 3-е изд., стереотип. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. - 460 с.

4. Шарапов, В. М. Датчики: справочное пособие / В. М. Шарапов, Е. С. Полищук, Г. Г. Ишанин, А. Н. Гуржий, И. М. Викулин, Б. Н. Гордеев, Ю. Д. Жуков, Н. Д. Кошевой, Ш. Д. Курмашев, А. И. Куценко, С. В. Марченко, И. Г. Минаев, А. С. Совлуков. - Черкассы: Брама - Украина, 2008. - 1072 с.

5. ГОСТ 13196-93 Устройства автоматизации резервуарных парков. Средства измерения уровня и отбора проб нефти и нефтепродуктов. Общие технические требования и методы испытаний. - введ. 1993 - 10-21.-М.: Изд-во стандартов, 1994. - 13 с.

6. ГОСТ 22782.5-78 (СТ СЭВ 3143-81) Электрооборудование взрывозащищенное с видом взрывозащиты «Искробезопасная электрическая цепь» технические требования и методы испытаний. - введ. 1978 - 10 - 30. -М.: Изд-во стандартов, 1980. - 51 с.

7. Гусев, В. С. Авиационные топливомеры с электроемкостными детекторными датчиками // Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления. Датчик-2003: материалы XV междунар. науч.-техн. конф., Судак, 2003 г. / В.С. Гусев, Н.В. Поливанов. - Судак, 2003. -С. 21-22.

8. Козлов, А. П. Об'емометрична паливовим1рювальна система пов1тряного корабля / А. П. Козлов, В. О. Хаданович / Електрошка та системи управлшня. - 2010. - Вип. 4 (26). - С. 5 - 11.

9. Преображенский, В. П. Теплотехнические измерения и приборы: Учебник для вузов по специальности «Автоматизация теплоэнергетических процессов» / В. П. Преображенский. - 3-е изд., перераб. - М.: Энергия, 1978.

- 704 с.

10. Агейкин, Д.И. Датчики контроля и регулирования: Справочные материалы / Д. И. Агейкин, Е. Н. Костина, Н. Н. Кузнецова. - М.: Машиностроение, 1965. - 928 с.

11. Шарапов, В. М. Емкостные датчики / В. М.. Шарапов, И. Г. Минаев, К. В. Базило, JI. Г. Куницкая, Ж. В. Сотула. - Черкассы: Брама -Украина, 2010.- 152 с.

12. Minaev, I. G. By a capacity liquidometer / I.G. Minaev, M.A. Mastepanenko // Вюник Черкаського державного технолопчного универс1тету: сб. ст. Спецвыпуск. Черкассы: Изд-во ЧГТУ. - 2009. - С. 69-71.

13. Шарапов, В. М. Емкостные датчики уровня / В.М. Шарапов, К.В. Базило // Вестник ЧГТУ: сб. ст. Черкассы: Изд-во Черкас, гос. тех. ун-та. -

2007. -Ч. 3-4. -С. 184- 187.

14. Бухгольц, В. П. Емкостные преобразователи в системах автоматизированного контроля и управления / В. П. Бухгольц, Э. Г. Тисевич.

- М.: Энергия, 1972. - 79 с.

15. Шарапов, В. М. Датчики: Справочное пособие / В.М. Шарапов, Е. С. Полищук, Н. Д. Кошевой, Г. Г. Ишанин, И. Г. Минаев, А. С. Совлуков; под общ. ред В.М. Шарапова, Е.С. Полищука. - Москва: Техносфера, 2012. -624 с.

16. Джежора, А. А. Электроемкостные преобразователи и методы их расчета / А. А. Джежора. - Минск: РУП «Издат. дом «Белорусская наука»,

2008.-305 с.

17. ГОСТ Р 8.660 - 2009 ГСИ. Уровнемеры промышленного применения. - введ. 2009 - 12 - 15. - М.: Изд-во стандартов, 2010.

18. Медведев, А. Г. Разработка и исследование поверхностных емкостных датчиков для измерения уровня топлива: диссертация на соискание уч. степени канд. тех. наук: 05.11.01 / Медведев Александр Геннадьевич. -Ульяновск, 2008. - 235 с.

19. Шарапов, В.М. Емкостные датчики с радиальными электродами. Методика расчета / В.М. Шарапов, К.В. Базило // Вестник ЧГТУ. Черкассы: Изд-во Черкас, гос. тех. ун-та. - 2008. - № 2. - С. 71 - 73.

20. Медведев, Г.В, Емкостные уровнемеры топлива для автомобильного транспорта / Г.В. Медведев, В.А. Мишин, В.Н. Шивринский // Датчики и системы. - 2003. - № 10. - С. 37 - 38.

21. Sharapov, V.M. Capacity level sensors. Increase of technical characteristics / V. M. Sharapov, К. V. Bazilo, D. E. Romanenko // Тезисы IV междунар. Науч.-Техн. Конф. «Датчики, приборы и системы - 2008». - 2008. -С. 107.

22. Медведев, Г. В. Емкостные уровнемеры топлива для автомобилей / Г.В. Медведев, В.А. Мишин, В.Н. Шивринский // Электроника: наука, технология, бизнес. - 2003. - № 5. - С. 50 - 51.

23. Шарапов, В.М. Определение статической характеристики полиэлектродных цилиндрических датчиков уровня с поверхностными электродами / В.М. Шарапов, К. В. Базило // Вестник ЧГТУ. Черкассы: Изд-во Черкас.гос.тех.ун-та. - 2008. - № 3. - С. 21-23.

24. Петров, Б. Н. Принцип инвариантности в измерительной технике / Б.Н. Петров, В.А. Викторов, Б.В. Лункин, А.С. Совлуков. - М.: Наука. 1976. - 244 с.

25. Петров, Б. Н. Принцип инвариантности и условия его применимости при расчете линейных и нелинейных систем / Б. Н. Петров // Труды I Международного конгресса ИФАК по автоматическому управлению,

«Теория непрерывных систем». - М.: Изд-во АН СССР, 1961. - Т. 1.

152

26. Пат. 105437 Российская Федерация, МПК С01Г23/26. Емкостной уровнемер с дискретным измерением уровня светлых нефтепродуктов и подтоварной воды / Губейдулов А.Ш., Зарукин А.И., Кузнецов А.И., Ярошевич В.В., Татлыев Р.Д.; заявители и патентообладатели Губейдулов А.Ш. , Зарукин А.И., Кузнецов А.И., Ярошевич В.В., Татлыев Р.Д. - № 2010146448/28; заявл. 15.11.2010; опубл. 10.06.2011, Бюл. № 16.-2с.

27. Пат. 78929 Российская Федерация, МПК 8 001Р23/24. Емкостной двухэлектродный датчик уровня жидкости / Минаев И.Г., Ушкур Д.Г., Мастепаненко М.А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет. - № 2008131178/22; заявл. 28.07.2008; опубл. 10. 12. 2008, Бюл. № 34. - 1 с.

28. Пат. 2150088 Российская Федерация, МПК 7 001Р23/26. Измеритель уровня жидкости / Шевцов Н.С., Кожин В.Б.; заявитель и патентообладатель Открытое акционерное общество «Ракетно-космическая корпорация «Энергия» им. С.П. Королева». - № 98118518/28; заявл. 12.10.1998; опубл. 27.05. 2000, Бюл. № - 1с.

29. Минаев, И. Г. Разработка емкостных датчиков уровня жидкости с унифицированным сигналом / И.Г. Минаев, М.А. Мастепаненко // Студенческая наука в 21 веке: сб. науч. ст. ФГОУ ВПО СтГАУ. Ставрополь: АГРУС.- 2009.-С.49-51.

30. Минаев, И.Г. Емкостной двухэлектродный датчик уровня жидкости / И. Г. Минаев, М. А. Мастепаненко // Молодые аграрии Ставрополья: сб. науч. ст. ФГОУ ВПО СтГАУ. Ставрополь: АГРУС. - 2008. -С.140-143.

31. Минаев, И. Г. Емкостной двухэлектродный датчик уровня жидкости / И.Г. Минаев, М.А. Мастепаненко // Вавиловские чтения: материалы межд. науч.-практ. конф., Саратов: ИЦ Наука. - 2008. - С. 273.

32. Пат. 85641 Российская Федерация, МПК 8 С01Б23/24.

Емкостной измеритель уровня / Минаев И. Г., Ушкур Д. Г., Мастепаненко М.

А., Самойленко В. В.; заявитель и патентообладатель ООО НПО

153

Электроимпульс. - № 2009105632/22 ; заявл. 19.02.2009 ; опубл. 19.02. 2009, Бюл. № 22. - 1 с.

33. Минаев И. Г. Емкостной измеритель уровня жидкости / И.Г. Минаев, М.А. Мастепаненко // Научный потенциал студенчества в XX веке: материалы III междунар. науч. студ. конф. Ставрополь: Изд-во Сев.-Кавказ.тех.ун-та. - 2009. - Т. 1. - С. 242.

34. Минаев, И. Г. Емкостной измеритель уровня жидкости / И.Г. Минаев, М.А. Мастепаненко // Материалы VII междунар. студ. науч.-практ. конф. г. Дмитровград: Изд-во Ульяновской ГСХА - 2009. - С. 416-417.

35. Пат. 2407993 Российская Федерация, МПК 8 001Г23/24. Емкостной способ измерения уровня жидкостей и устройство для его осуществления / Минаев И. Г., Мастепаненко М. А. ; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет. - № 2009141472/28 ; заявл. 09.11.2009 ; опубл. 27. 12.2010, Бюл. № 36. - 2 с.

36. Пат. 93975 Российская Федерация, МПК 8 001Р23/24. Емкостный уровнемер жидкостей / Минаев И.Г., Мастепаненко М.А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет. - № 2009147414/22 (070186); заявл. 21.12.2009; опубл. 10. 05.2010.

37. Минаев, И.Г. Информационно-измерительная система контроля уровня различных жидкостей / И.Г. Минаев, М.А. Мастепаненко // Вюник Черкаського державного технолопчного универЫтету: сб. ст. Черкассы: Изд-во Черкас.гос.тех.ун-та. - 2010. - № 3. - С. 61-63.

38. Минаев, И. Г. Устройство для измерения уровня диэлектрических жидкостей высокой точности / И.Г. Минаев, М.А. Мастепаненко // Физико-технические проблемы создания новых экологически чистых технологий в агропромышленном комплексе: сб. науч. трудов по мат. V Российской науч.-практ. конф. Ставропольский государственный аграрный университет.

Ставрополь: АГРУС. - 2009. - С. 156-158.

154

39. Мастепаненко, M. А. Анализ методов измерения уровня жидкостей / М. А. Мастепаненко, И.Н. Воротников // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: 19 Междунар. Науч. -техн. Студентов и аспирантов: Тез. Докл. В 4 т. Т.2 М.: Издательский дом МЭИ. - 2013. - С. 95.

40. Минаев, И. Г. Емкостной способ измерениия уровня жидкостей и устройство для его осуществления / И.Г. Минаев, М.А. Мастепаненко // Сборник конкурсных работ Всероссийского смотра-конкурса научно-технического творчества студентов высших учебных заведений «Эврика-2009», Новочеркасск: Лик. - 2010. - С. 266 - 268.

41. Мастепаненко, М. А. Универсальное устройство для измерения уровня различных жидкостей / М.А. Мастепаненко, И.Г. Минаев // Молодые аграрии Ставрополья: сб. науч. ст.: по мат. 73-й науч.-практ. конф., Ставрополь: АГРУС. - 2010. - С.113-115.

42. Фомин, В. М. Диодно-емкостные измерительные преобразователи для систем управления: диссертация на соискание уч. степени канд. тех. наук: 05.13.05 / Фомин Владимир Михайлович. -Ставрополь, 1985. - 203 с.

43. Штамбергер, Г. А. Измерения в цепях переменного тока / Г.А. Штамбергер. - Новосибирск: Наука. 1972. - 162 с.

44. Пат. 5097703 США, МКИ G 01 F 23/26. Емкостный датчик для дистанционного измерения уровня жидкости. Capacitive probe for use in a system for remotely measuring the level of liquids./ Peter Hochstein, AisinSeiki K.K. // Открытия. Изобретения. -1992, №2.

45. Левшина, E. С. Электрические измерения физических величин / Е. С. Левшина, П. В. Новицкий. - Л.: Энергоатомиздат, 1983. - 320 с.

46. Арш, Э.И. Автогенераторные измерения / Э.И. Арш. - М.: Энергия, 1976. - 136 с.

47. Нуберт, Г. П. Измерительные преобразователи неэлектрических величин / Г. П. Нуберт. - Пер. с англ. Л.: Энергия, 1970. - 360 с.

48. Каралис, Б. Универсальный прибор для измерения неэлектрических величин / Б. Каралис // Радио. - 1966. - № 3. - С. 50-51.

49. Михлин, Б. 3. Высокочастотные емкостные и индуктивные датчики / Б. 3. Михлин. - Л.: Госэнергоиздат, 1960. - 72 с.

50. Карандеев, К. Б. Мостовые методы измерения / К. Б. Карандеев. -Киев: Госехиздат УССР, 1953. - 247 с.

51. Карандеев, К. Б. Обобщенная теория мостовых цепей переменного тока / К.Б. Карандеев, Г.А. Штамбергер. - Новосибирск: Изд-во СО АН СССР, 1961.-224 с.

52. А. с. № 796762 СССР, МПК G01R17/10. Мостовая схема измерительного преобразователя емкости / В.Ф. Увакин, С. (СССР). - № 3473940; заявл. 16.07.1982; опубл. 23.10.1983, Бюл. № 9.

53. Электрические измерительные преобразователи / Под. ред. Р. Р. Харченко. - Л.: Энергия, 1967. - 408 с.

54. Измерения в электронике. Справочник / Под ред. Б.А. Доброхотова. - Л.: Энергия, 1971. Т. 1. - 288 с.

55. Подгорный, Ю. В. Новый измеритель диэлектрических параметров проводящих веществ. Измерительная техника / Ю. В. Подгорный, Л. А. Терлецкая. - 1979. - № 4. - С. 47-49.

56. A.c. 635438 СССР, МПК G01R27/26. Емкостное измерительное устройство / И. Г. Минаев, В. М. Фомин (СССР). - № 2502679; заявл. 05. 07. 1977; опубл. 30. 11. 1978, Бюл. № 44 _ 1с.

57. Агейкин, Д. И. Датчики контроля и регулирования. Справочные материалы. / Д. И. Агейкин, Е. Н. Костина, Н. Н. Кузнецова. М.: Машиностроение, 1965. - 928 с.

58. Метод быстродействующего измерения сопротивления постоянного тока обмоток трансформатора. Guan Gen-zhi, Liu Kai, Huang Hai-kun, Zhao Lai-hong. A New Quick Measuring Method of DC Resistance of Transformer's Windings. Gaoya dianqi=High Voltage Appar. 2004. 40, № 1, c. 50-52. Кит.; рез. англ.

59. Method of quick measuring power transformer winding D.C. resistance and equipment. Guan Genzhi. Liu Kai. Patent China № 1493880. G01R 27/08, 2003.07.16.

60. Мелентьев, В. С. Аппроксимационные методы измерения параметров линейных электрических цепей / В. С. Мелентьев // Измерительная техника. - 2010. - № 10. - С. 57-59.

61. Мелентьев, В. С. Методы и средства измерения параметров емкостных дифференциальных датчиков / В. С. Мелентьев // Датчики и системы. - 2005. - № 5 (72). - С. 36 - 38.

62. Мелентьев, В. С. Методы и средства измерения параметров электрических цепей на постоянном токе / В. С. Мелентьев. - Самара: Изд-во Самар.гос.тех.ун-та, 2004. - 120 с.

63. Мелентьев, B.C. Информационно-измерительные системы контроля и испытаний энергообъектов на основе методов измерения и обработки мгновенных значений электрических сигналов: диссертация на соискание уч. степени доктора, тех. наук. / Мелентьев Владимир Сергеевич. -Самара, 2006.

64. Бронштейн, И. Н. Справочник по математике для инженеров и учащихся вузов / И.Н. Бронштейн, К. А. Семендяев. - М.: Наука, 1986. - 487 с.

65. Бахвалов, Н. С. Численные методы / Н. С. Бахвалов, Н. П. Жидков, Г. М. Кобельков. - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2002. - 632 с.

66. Коротков, П. А. Динамические контактные измерения тепловых величин / П. А. Коротков, Г. Е. Лондон.- Л.: Машиностроение, 1974. - 224 с.

67. Колосов, О. С. Алгоритмы численного дифференцирования в задачах управления / О. С. Колосов, И. Е. Подольская, С. А. Кульмамиров, Фон Чжаньлинь. - М.: Издательский дом МЭИ, 2009. - 144 с.

68. Бочков, Ф.В. О некоторых новых динамических методах

измерения температуры расплавленных металлов / Ф.В. Бочков. // В кн.:

157

Экспериментальная техника и методы высокотемпературных измерений. Отв. ред. акад. А. М. Самарин. М.: Наука. - 1966. - С. 19-24.

69. Андре Анго. Математика для электро- и радиоинженеров. С предисловием Луи Де Бройля, перевод с французского под общей редакцией К.С. Шифрина, 2-е издание. - М.: Наука. Гл. физ.-мат. лит., 1967. - 627 с.

70. Бабушка И., Витасек Э., Прагер М. Численные процессы решения дифференциальных уравнений: Пер. с анг. - М.: Мир, 1969. - 368 с.

71. Бахвалов Н. С., Жидков Н. П., Кобельков Г.М. Численные методы. - М.: Наука, 1987. - 598 с.

72. Турчак , Л. И. Основы численных методов: Учеб.пособие. - М.: Наука, 1990.-320 с.

73. A.C. 141662 СССР, МПК G 01 к 3/04. Скоростной способ измерения высокой температуры расплавленного металла низкотемпературными датчиками и устройство для осуществления этого способа / Ф.В.Бочков (СССР). - опубл. БИ № 19. 1961.

74. Тан, Тайк У. Разработка и исследование быстродействующего измерителя активного сопротивления токоведущего контура силового электроэнергетического оборудования: диссертация на соискание уч. степени кандидата, тех. наук: 05.11.01 / Тан Тайк У. - Москва, 2011.

75. Лупачёв, А. А. Анализ метрологических характеристик микроомметров для диагностики силовых трансформаторов / А. А. Лупачёв, Тайк У Тан. - М., 2010. - 66 с. - 16 ил. - Деп. в ВИНИТИ 20.10.10, № 604-В2010.

76. Тан, Тайк У Анализ метрологических характеристик современных микроомметров для тестирования силовых цепей / Тан Тайк У, A.A. Лупачёв, А.П. Быков // Тез. докл. XV МНТК студентов и аспирантов «Радиоэлектроника, электротехника и энергетика». М.: Изд-во МЭИ. - 2009. -С. 379-381.

77. Демирчян, К. С. Теоретические основы электротехники / К.С. Демирчян, JI.P. Нейман, Н.В. Коровкин, B.JI. Чечурин. - Т.2. - СПб: Питер, 2006. -576 с.

78. Раннев, Г. Г. Методы и средства измерений / Г. Г. Раннев, А. П. Тарасенко. - М.: Академия, 2008. - 336 с.

79. Ефимов, В. М. Квантование по времени при измерении и контроле / В. М. Ефимов - М.: Энергия, 1969. - 88 с.

80. Советов, Б. Я. Моделирование систем / Б.Я Советов, С.А. Яковлев. - ОАО «Издательство «Высшая школа», 2009. - 343 с.

81. Рабинович, С. Г. Погрешности измерений / С.Г. Рабинович. - Л.: Энергия. 1978. - 262 с.

82. Пронкин, Н. С. Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям: Учебное пособие для вузов / Н. С. Пронкин. - М.: Логос; 2007. -392 с.

83. Желбаков, И.Н. Анализ быстродействующего алгоритма измерения сопротивления для диагностики силовых трансформаторов / И.Н. Желбаков, A.A. Лупачёв, Тан Тайк У // Метрология. - 2010. - № 9. - С. 1526.

84. Атамалян, Э. Г. Приборы и методы измерения электрических величин: учеб. пособие для студ. Втузов / Э.Г. Атамалян. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Высшая Школа, 1989. - 384 с.

85. Диденко, В. И. Точность моделирования измерительных устройств / В.И. Диденко, A.B. Теповодский, А. В. Иванов //Датчики и Системы. - 2009. - № 7. - С. 56-62

86. Диденко, В. И. Метрологический подход к исследованию шума квантования дельта-сигма АЦП / В. И. Диденко, А. В. Иванов // Измерительная техника. - 2009. - №5. - С. 51-55

87. Сергеев, А. В. Метрология, стандартизация и сертификация: учебникдля бакалавров / А. В. Сергеев, В.В. Терегеря. - 2-е изд., перераб. и

доп. - М.: Издательство Юрайт; ИД Юрайт, 2013. - 838 с. - Серия: Бакалавр. Углубленный курс.

88. Минаев, И. Г. Емкостной способ измерения уровня электропроводных и диэлектрических жидкостей / И. Г. Минаев, М. А. Мастепаненко // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -2011. -№ 5.-С. 52-55.

89. Минаев, И. Г. Универсальный способ контроля уровня различных жидкостей и аппаратный комплекс для его реализации / И. Г. Минаев, И.Н. Воротников, М. А. Мастепаненко // Вестник АПК Ставрополья. - 2012. - № 5. С. - 55-58.

90. Мастепаненко, М. А. Разработка нового способа измерения уровня различных жидкостей и устройство для его осуществления / Мастепаненко М. А. // Научный потенциал студенчества в XXI веке: материалы V междунар. науч. конф. Ставрополь: Изд-во Сев.-Кавказ.гос.тех.ун-та. - Т. 1 - 2011. - С. 40-43.

91. Минаев, И. Г. Разработка универсальной информационно-измерительной системы контроля уровня диэлектрических и токопроводящих жидкостей / И. Г. Минаев, М. А. Мастепаненко // Материалы IV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Научный потенциал студенчества в XXI веке» Том первый. Естественные и технические науки, г. Ставрополь: Изд-во Сев,-Кавказ.гос.тех.ун-та. - 2010. - С. 205-209

92. Туричин, А. М. Электрические измерения неэлектрических величин / A.M. Туричин. - Изд. 5-е, перераб. и доп. - Л.: Энергия, 1975. - 576 с.

93. Минаев, И. Г. Система непрерывного контроля уровня различных жидкостей на основе микроконтроллера / И.Г. Минаев, И.Н. Воротников, М. А. Мастепаненко // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в

промышленности и сельском хозяйстве: сборник научных трудов / СтГАУ. -Ставрополь: АГРУС. - 2011. - С. 181-185.

94. Мастепаненко, М. А. Разработка вторичного измерительного устройства емкостного датчика уровня различных жидкостей / М.А. Мастепаненко, И.Г. Минаев, И.Н. Воротников // Молодые аграрии Ставрополья: сборник студенческих научных трудов. Ставрополь: АГРУС. -2010,- С.124-129.

95. Мастепаненко, М. А. Численный метод экстраполяции контролируемой переменной к установившемуся значению / М. А. Мастепаненко // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: сборник научных трудов / СтГАУ. - Ставрополь: АГРУС. - 2014. -С. 130 - 133.

96. Зарубин, B.C. Математическое моделирование в технике: Учеб. Для вузов / B.C. Зарубин; под ред. B.C. Зарубина, А.П. Крищенко. - М.: Изд-во МГТУ им Н.Э. Баумана, 2001. - 496 с.

97. Амосов, A.A. Вычислительные методы / A.A. Амосов, Ю.А. Дубинский, Н.В. Копченова. - 4-е изд., стер. - СПб.: Издательство «Лань», 2014.-672 с.

98. Мастепаненко, М. А. Оценка погрешности математической модели системы прогнозирования контролируемого уровня топлива в баках летательных аппаратов / М. А. Мастепаненко // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: сборник научных трудов / СтГАУ. -Ставрополь: АГРУС. - 2014. - С. 126 - 129.

99. Басараб, М. А. Цифровая обработка сигналов на основе теоремы Уиттекера-Котельникова-Шеннона / М. А. Басараб, Е. Г. Зелкин, В. Ф. Кравченко, В. П. Яковлев. - М.: Издательство Радиотехника, 2004. - 72 с.

100. Taymanov, R. Metrological Self-Check and Evolution of Metrology /

R.Taymanov, К Sapozhnikova. - Measurement. - 43(7). - 2010. - P. 869 - 877.

161

101. Вострухин, А.В. Введение в программирование микроконтроллера AVR на языке Ассемблера: учебное пособие / А.В. Вострухин. - Ставрополь: АГРУС, 2008. - 76 с.

102. Гуртовцев, A. JI. Программы для микропроцессоров / A.JI. Гуртовцев, C.B. Гудыменко. - Минск: Высш. Школа, 1989. - 352с.

103. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2011611635. Программа расчета уровня различных жидкостей «Уровнемер-1»: программа для ЭВМ / Никульников А. В., Мастепаненко М. А., Воротников И. Н., Минаев И. Г.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет. - № 2010618307; заявл. 27.12.2010; опубл. 18.02.2011, Бюл. №2(72) (II ч.). - 394 с.

104. Свидетельство о государственной регистрации программ для ЭВМ № 2011612176 Программно-алгоритмический комплекс информационно-измерительной системы контроля уровня нефтепродуктов : программа для ЭВМ / Минаев И. Г., Мастепаненко М. А., Воротников И. Н., Карабакин И. А., Автухов А. А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет. № 2011610463 ; заявл. 25.01.2011 ; опубл. 15.03.2011, Бюл. №2 (72) (II ч.). 521 с.

105. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013614124 Программа работы микроконтроллера для реализации алгоритма расчета уровня жидкостей емкостным методом / Мастепаненко М.А., Воротников И.Н., Шарипов И.К., Шаталов А.Ф., Аникуев C.B.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет. №2013611780, заявл. 12.03.2013, опубл. 24.04.2013

106. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010612807 «Программа расчета уровня жидкости емкостным датчиком» / Минаев И.Г., Ушкур Д.Г., Мастепаненко М.А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный

университет. № 2010611216, заявл. 04.04.2010, опубл. 23.04.2010.

162

107. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010617936 «Программа расчета уровня диэлектрических и токопроводящих жидкостей в резервуарах любой формы» / Минаев И.Г., Мастепаненко М.А., Воротников И.Н., Карабакин И.А., Автухов A.A.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет. № 2010616164, заявл. 07.10.2010, опубл. 02.12.2010.

108. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2010613575 «Программа измерения уровня диэлектрических и токопроводящих жидкостей по показаниям универсального емкостного уровнемера» / Минаев И.Г., Ушкур Д.Г., Шарипов И.К., Карабакин И.А., Автухов A.A., Мастепаненко М.А.; заявитель и патентообладатель ФГБОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет, заявл. 07. 04. 2010, опубл. 31. 05. 2010.

109. Мастепаненко, М.А. Разработка взрывобезопасной информационно-измерительной системы контроля и управления сухим ходом насосов в нефтеперерабатывающей промышленности / М.А. Мастепаненко [и др.] // Молодые аграрии Ставрополья: сб. науч. ст. Ставрополь: АГРУС. - 2011. -С. 136-139.

110. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ № 2013614553 Программа приема, обработки и визуализации данных, получаемых от коаксиальных емкостных датчиков уровня светлых нефтепродуктов // Воротников И.Н., Мастепаненко М.А., Шарипов И.К., Шаталов А.Ф., Боровлев И.И. заявка №2013612362, заявлено 12.03.2013, опубл. 15.05.2013г.