Методы и средства функционального преобразования импульсно-аналоговых сигналов в измерительных системах с частотными датчиками тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.05, доктор технических наук Локтюхин, Виктор Николаевич

• Локтюхин, Виктор Николаевич
• доктор технических наук
• 2001

Оглавление диссертации доктор технических наук Локтюхин, Виктор Николаевич

Введение.

Функционально-структурная организация микропроцессорных систем сбора и первичной обработки импульсно-аналоговых сигналов, как основы измерительной цепи.

1.1. Состав и структура взаимодействия МПС обработки информации с объектом контроля или управления, ее типовые задачи.

1.2. Функционально-структурный подход к проектированию МПС сбора и первичной обработки импульсно-аналоговых сигналов.

1.3. Методологические основы организации микропроцессорной измерительной системы с частотными датчиками, принципы формирования ее функциональных задач.

1.4. Примеры анализа и математических моделей погрешностей частотных датчиков, функциональные задачи по их коррекции.

1.5. Основные показатели качества измерительно-вычислительных средств обработки частотных сигналов, направления исследований с целью повышения их метрологических характеристик.

1.6. Принципы технической реализации элементарных операторов преобразования частотно- и время-импульсной информации.

1.7. Выбор методов функциональной и структурной организации МПС сбора и обработки измерительной информации в виде частотно-временных параметров сигналов.

1.8. Методы организации вычислительных процессов в МПСОИ при взаимодействии процессора с подсистемами преобразования и ввода-вывода, их анализ.

1.9 Принципы организации многоканальных МПС сбора и первичной обработки импульсно-аналоговых сигналов.

1.10 Методы организации вычислительных процессов в многоканальных ФПИ и МПСОИ для различных методов преобразования и опроса измерительных данных, их анализ.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Методы и средства функционального преобразования импульсно-аналоговых сигналов в измерительных системах с частотными датчиками»

Диссертация посвящена созданию эффективных методов и средств функционального преобразования импульсно-аналоговых сигналов на микропроцессорной элементной базе и разработке теоретических основ их проектирования с целью улучшения технических характеристик и расширения функциональных возможностей систем сбора и обработки измерительной информации с частотных датчиков.

Решение рассматриваемой научной проблемы имеет важное народнохозяйственное значение, так как обеспечивает создание информационно-измерительных систем, в том числе связанных с измерением и контролем уровня, расхода и количества физических сред, и особенно таких дорогостоящих, как криогенные, с повышенной точностью измерения этих параметров, что позволяет значительно сократить неучтенные запасы и потери контролируемых сред. Акцентирование на отмеченную сферу их применения объясняется широким внедрением созданных при непосредственном участии соискателя измерительно-вычислительных средств для техники измерения уровня криогенных сред и продуктов нефтехимии, что подтверждено соответствующими документами в приложениях к диссертации.

Актуальность проблемы. Создание с начала 70-х годов частотных датчиков для широкого спектра измеряемых величин (температура, давление, плотность, уровень, расход, скорость и т.д.) [1-4] с представлением измерительных данных в виде частотно- и время-импульсных сигналов и интенсивное развитие интегральных цифровых и аналоговых схем предопределили возникновение ряда направлений развития вычислительных средств, ориентированных на обработку этих сигналов. К ним относятся частотно-импульсные, время-импульсные, импульсно-цифровые, цифро-частотные и другие вычислительные устройства гибридного принципа действия [5-11]. Созданию теории, методов и специализированных средств преобразования и математической переработки частотно- и время-импульсной информации посвящены работы многих советских и зарубежных ученых: Смолова В.Б., Угрюмова Е.П., Карпова Р.Г., Паламарюка Г.О., Шляндина В.М., Новицкого П.В., Кнорринга В.Г., Гутникова B.C., Шахова Э.К., Данчеева В.П., Герасимова И.В., П. Вуда, Д. Тейлора и др.

Однако эти устройства не позволяют эффективно решать весь комплекс задач по сбору (получению и преобразованию) и первичной обработке частотно- и время-импульсных сигналов, стоящий перед вычислительными и функциональными преобразователями информационно-измерительных систем (ИИС), в том числе и систем измерения уровня, в которых наибольшее применение нашли частотные, и особенно резонансные и радиолокационные датчики [3, 12-19]. Указанные выше сигналы еще называют импульсно-аналоговыми [7], что подчеркивает аналоговую форму представления переменных величин - частоты, временного интервала и др. 9

Вместе с тем с появлением в конце 70-х годов микропроцессоров (МП) с возможностями их встраивания в эти системы возникли все необходимые предпосылки для расширения интеллектуальных возможностей, повышения точности и производительности средств функционального преобразования информации, представленной в виде частотно-временных параметров измерительных сигналов, из которых можно выделить такие информативные параметры как частота (период) изменения сигнала, длительность временных интервалов, скважность и др.

Применение микропроцессоров наиболее эффективно для систем сбора и первичной обработки измерительных сигналов тех частотных датчиков, использование которых в составе измерительной системы (ИС) предопределяет необходимость выполнения ее процессорными средствами значительного числа функциональных задач по коррекции погрешностей, обусловленных неидеальностью характеристики датчика. К таковым относят и резонансные датчики уровня, отличающиеся повышенной чувствительностью как к информативным, так и к неинформативным параметрам, наличием не-линейностей и разрывов их характеристик, действием аномальных сигналов на результат измерения и т.д. Однако известные резонансные уровнемеры [3, 17-19] были реализованы на базе аналоговых время-импульсных вычислительных устройств и выполняли ограниченное число функциональных задач, что в целом приводило к большим погрешностям измерения уровня (1-2%). На основании данного примера можно подчеркнуть актуальность создания микропроцессорных измерительных устройств с частотными резонансными датчиками, обеспечивающих на порядок более высокую точность измерения и существенное расширение функциональных возможностей приборов. Настоятельная необходимость в их разработке вытекала в том числе из решений директивных органов страны, особенно в связи с созданием ракетно-космического комплекса (РКК) «Буран-Энергия», где требовались высокоточные уровнемеры специального назначения. В них наиболее эффективными первичными преобразователями оказались многосекционные резонансные датчики [20, 21]. Однако их применение поставило впервые в теории и практике построения измерительно-вычислительных средств задачу линеаризации разрывных характеристик частотных датчиков.

В диссертации при исследовании методов построения и алгоритмического обеспечения проблемно-ориентированных устройств получения, преобразования и первичной обработки импульсно-аналоговых сигналов наибольшее внимание уделено измерительным приборам на базе резонансных датчиков. Эти исследования тесно связаны с выполнением при участии соискателя в качестве ответственного исполнителя целого ряда проводимых в Рязанской государственной радиотехнической академии хоздоговорных научно-исследовательских (научные руководители Иопа Н.И. и Палама-рюкГ.О.) и совместных опытно-конструкторских работ с заводом «Тепло-прибор» (г. Рязань) по созданию импульсно-цифровых и микропроцессорных вычислительных преобразователей для цифровых резонансных уровне

10 меров, а также их внедрению. Актуальность осуществляемых разработок и их важность для народного хозяйства определяются соответствующими разделами Постановления Совета Министров СССР № 1006-322 от 21.11.77 г. и комплексной программой «Датчик» (приказ МВССО №211 от 01.07.82 г.), в которых указано на необходимость разработки и исследования приборов для уровнемеров электропроводных и диэлектрических сред.

Организация вычислительных средств ИИС в виде микропроцессорной системы (МПС) получения, преобразования и первичной обработки частотно-временных параметров сигналов как части канала контроля требует новых подходов к ее проектированию. Исходя из этого возникают проблемы не только с созданием эффективных методов и средств функционального преобразования импульсно-аналоговых сигналов на микропроцессорной элементной базе. Необходимо также разработать способы функциональной и структурной организации микросистемы и реализации в ней вычислительных процессов в виде измерительных процедур путем выполнения таких базовых операций, как получение, преобразование и обработка частотно-временных параметров сигналов. Кроме того, следует создать специальное структурно-алгоритмическое обеспечение [22] проектируемой измерительной системы исходя из ее проблемной ориентации. Для его создания важно разработать специальные алгоритмы, методы и средства получения, преобразования и математической переработки частотной измерительной информации, ориентированные на повышение метрологических характеристик измерительных систем (ИС).

Комплексное решение обоснованных выше взаимосвязанных проблем и задач способствует улучшению таких характеристик ИС, как точность и производительность с одновременным упрощением схем датчиков, входящих в состав системы, а также расширению ее функциональных возможностей.

Вид и перечень функциональных задач, выполняемых ИС с частотными датчиками, позволяют представить уравнение ее измерительной цепи в виде функциональных зависимостей. В связи с этим является целесообразным трактовать процессорные средства измерительной системы как функциональный преобразователь информации (ФПИ), который способен эффективно выполнять операцию преобразования с первичной математической переработкой импульсно-аналоговых сигналов для получения действительного значения измеряемого параметра (совместное выполнение этих операций называют еще функциональным преобразованием формы информации). Поэтому в рамках создания измерительных систем с частотными датчиками является весьма важной задачей не только разработка методов построения и анализа микропроцессорных ФПИ, но также поиск математических моделей и методик синтеза структур вычислительных средств ИС как функциональных преобразователей информации. Однако известные публикации недостаточно освещают вопросы теории и проектирования функциональных преобразователей импульсно-аналоговых сигналов и создания на их основе сис

11 тем сбора и обработки измерительной информации указанного вида на современной микропроцессорной элементной базе в направлении улучшения качественных и количественных показателей разрабатываемых устройств.

Таким образом, выделенный круг проблем и задач указывает, что является актуальной разработка теоретических основ проектирования, методов построения, анализа и алгоритмического обеспечения микропроцессорных устройств получения и функционального преобразования частотно-временных параметров сигналов как ядра измерительных систем с частотными датчиками с целью повышения их эффективности.

Определяя направленность диссертационных исследований в области теоретических основ проектирования исследуемых средств, следует отметить существенную новизну рассматриваемой проблемы, обусловленной не только особенностями формы представления исходных измерительных данных, но и тем что разработка системы ведется на стыке теорий и применения средств вычислительной и измерительной техники. Поэтому при ее решении необходимо и актуально в первую очередь разработать методы и средства получения и функционального преобразования импульсно-аналоговых измерительных сигналов на базе микропроцессоров, а также методологические основы и принципы построения структур, измерительное алгоритмическое обеспечение и методики анализа характеристик и расчета параметров разрабатываемых микропроцессорных систем как важных составляющих теоретических основ их проектирования. Кроме того, следует разработать математические модели, найти целевую функцию и предложить процедуру проектирования и методику синтеза новых вариантов структур разрабатываемой микросистемы, как функционального преобразователя информации.

Состояние исследований и разработок.

Анализ состояния вопроса по созданию теоретических положений, методов проектирования и алгоритмического обеспечения МПС сбора и первичной обработки частотно-временных параметров сигналов и таких ее важных подсистем, как микропроцессорные ФПИ, показывает, что в этом направлении рассмотрены вопросы построения отдельных вычислительных преобразователей информации, в основном, напряжения постоянного тока в код [23-27]; имеются описания принципов построения преобразователей «частота-код» [25, 26, 28-32] и др. Следует выделить ряд работ отечественных и зарубежных ученых - Балашова Е.П., Пузанкова Д.В., Прангишвили И.В., Калабекова Б.А., Кагана Б.М., Сташина В.В., Колосова В.Г., Корячко В.П., Советова Б.Я., Дж. Лю, Г. Гибсона, Дж. Уокерли и др., в котором рассматриваются вопросы построения микропроцессорных устройств для решения специальных задах по управлению производственными процессами, для средств автоматики, передачи данных [33-35], сбора и обработки информации, а также даются общие принципы организации МПС [36-40]. В этих изданиях приводят также типовые структуры процессорных блоков и много внимания уделяют описанию отдельных микропроцессоров и интер

12 фейсных БИС и т.д. Однако в них практически отсутствуют как методологические основы, так и описания конкретных методик проектирования аппаратно-программных средств и алгоритмической поддержки МПС, ориентированных на преобразование и обработку первичной измерительной информации в виде частотных и временных параметров сигналов, в том числе и об уровне физических сред.

Известны отдельные отечественные и зарубежные разработки [13-16, 41-50, сайты Internet http:/www.saabradar.com, http :/www. csc-a.com, http:/www.simens.ru и др.] по процессорным измерительным системам контроля уровня сред на базе микропроцессоров и микроЭВМ, но в основном для радиолокационных (р/л) датчиков, которые не рекомендуют применять для измерения уровня жидкого гелия, водорода и т.д., так как они больше ориентированы для сыпучих и вязких сред. Среди анализируемых разработок в первую очередь следует выделить радарные уровнемеры фирмы SAAB Tank Radar (Швеция), обзор которых дан в статье [45]. Следует отметить, что большинство публикаций по частотным измерительным системам имеет описательный характер, причем в основном о принципах построения датчиков, а изложение структур микропроцессорных ИС в них сводится до изображения укрупненных схем соединения аналого-цифровых преобразователей или датчиков с микроЭВМ. В работе [51] при исследовании микропроцессорных устройств, в основном для радиолокационных датчиков уровня, отражены также отдельные вопросы организации интерфейса частотных сигналов с микропроцессором.

С учетом широкого использования результатов диссертационных исследований в создании резонансных приборов, следует отметить, что на начало разработки с участием соискателя цифровых измерительных систем для криогенных сред, известные публикации [2, 3, 19, 20] касались только вопросов построения отдельных уровнемеров с односекционными датчиками на базе время-импульсных вычислительных устройств. Сведения о наличии разработок по промышленным уровнемерам с резонансными многосекционными датчиками вообще отсутствовали, что объясняется не только специальной областью их применения, но и новизной решаемых системой функциональных задач, обусловленной также и оригинальным способом построения используемых датчиков.

Несмотря на значительное обновление за последнее 6-8 лет элементной базы микропроцессорной техники, до настоящего момента еще недостаточно освещены вопросы теории и методов проектирования микропроцессорных систем для сбора и первичной обработки импульсно-аналоговых измерительных сигналов, а также устройств для их функционального преобразования на основе современных микрокомпьютерных средств. Хотя был создан и внедрен целый ряд промышленных микроконтроллеров управления различными технологическими процессами [52-56 и др.], однако ориентированных большей частью на сбор и обработку данных, представленных в виде напряжения и двухпозиционных сигналов, и реализованных на моду

13 лях типа Mikro PC и AMO зарубежных фирм. Это приводит к выводу о необходимости создания таких методов построения средств преобразования и обработки частотной измерительной информации, при которых физическая реализация их структур могла бы осуществляться на любой современной элементной базе (однокристальных МП и микроЭВМ, сигнальных МП, программируемых логических интегральных схем ПЛИС и др.) с учетом конструктивного исполнения микропроцессорных устройств в виде адаптеров РС, модулей УСО, интеллектуальных датчиков и т.д. Решение поставленной проблемы именно в таком направлении подчеркивает современную значимость представленной диссертационной работы.

Цель и задачи исследования. Данная работа имеет своей целью улучшение технических характеристик и расширение функциональных возможностей систем сбора и первичной обработки измерительной информации с частотных датчиков, обеспечиваемые созданием методов и средств функционального преобразования импульсно-аналоговых сигналов на микропроцессорной элементной базе и теоретических основ их проектирования.

Для достижения указанной цели в работе решаются следующие основные задачи:

1. Создание методологических и теоретических основ построения и проектирования микропроцессорных устройств получения и функционального преобразования частотно-временных параметров измерительных сигналов как ряда научно обоснованных положений и разработок, определяющих организацию и упорядочивающих синтез новых вариантов структур вычислительных преобразователей систем измерения с частотными датчиками.

2. Разработка способов организации вычислительных процессов и принципов функционально-структурной организации микросистем сбора и первичной обработки частотных и время-импульсных сигналов как составной части измерительной цепи.

3. Разработка методов построения и анализа микропроцессорных функциональных преобразователей импульсно-аналоговой информации, поиск и создание новых эффективных методов ее преобразования.

4. Разработка специальных алгоритмов, методов и средств получения, преобразования и нелинейной обработки частотной информации, а также методик их анализа и расчета, ориентированных на повышение метрологических характеристик измерительных систем (на примере резонансных приборов).

5. Реализация результатов исследований в практику построения систем измерения с частотными датчиками и вычислительных устройств, осуществляющих функциональное преобразование частотно-временных параметров сигналов, разработка аппаратно-программных средств и учебно-методического обеспечения поддержки проектирования и отладки специализированных МПС, их внедрение в промышленность и учебный процесс.

14

Методы исследований. При решении поставленных задач применялись: теории интерполирования, приближения и экстраполяция функций; теория ошибок и теория чувствительности, а также элементы теории вероятностей; метод временных графов программ; метод научного обобщения результатов теоретических и экспериментальных исследований в области разработки функциональных преобразователей. С целью подтверждения правильности теоретических выводов использовались методы моделирования и отладки проектируемых устройств на ЭВМ с помощью специальных средств отладки и поддержки проектирования МПС, созданных для этих целей.

Научная новизна заключается в следующем:

• В создании методологических и теоретических основ построения и проектирования микропроцессорных устройств получения и функционального преобразования частотно-временных параметров сигналов как ряда научно-обоснованных положений и разработок, определяющих организацию и упорядочивающих синтез новых вариантов структур вычислительных преобразователей измерительных систем с частотными датчиками.

• В разработке принципов функционально-структурной организации микросистем сбора и первичной обработки информации как части измерительной цепи и способов организации вычислительных процессов, обеспечивающих с целью повышения производительности системы распределенное между ее компонентами параллельное и совместное выполнение операций получения, преобразования и обработки частотно-временных параметров сигналов.

• В разработке математических моделей структур, методов построения и программно-алгоритмического обеспечения микропроцессорных функциональных преобразователей импульсно-аналоговой информации с рациональным распределением выполняемых функций разрабатываемой системы между ее аппаратно-программными средствами с учетом вариантов физической и конструкторской реализации вторичного преобразователя.

• В разработке методов анализа техническо-экономических характеристик (точности, быстродействия, затрат) микропроцессорных функциональных преобразователей и систем сбора и первичной обработки частотных измерительных сигналов и методик расчета параметров проектируемой системы, обеспечивающих необходимые показатели ее качества.

• В разработке и реализации специальных алгоритмов, методов и средств получения и нелинейной обработки частотной информации, а также методик их анализа и расчета, ориентированных на повышение метрологических характеристик измерительных систем за счет целенаправленной коррекции погрешностей, вызванных неидеальностью характеристик преобразования частотных датчиков, и снижения инструментальной погрешности и времени формирования результата измерения.

15

Новизна предложенных методов и средств получения, преобразования и первичной математической обработки частотно- и время-импульсной информации подтверждена 21 авторским свидетельством на изобретения, выступлениями с докладами на 28 международных, всесоюзных и республиканских конференциях и семинарах, изданной монографией в виде учебного пособия в четырех книгах, многочисленными публикациями в печати.

Уровень диссертационной работы по совокупности основных положений и результатов может быть классифицирован как решение крупной научно-технической проблемы по созданию методов и средств функционального преобразования импульсно-аналоговых сигналов на микропроцессорной элементной базе и теоретических основ их проектирования, имеющей важное народно-хозяйственное значение. Это подтверждается созданием на их основе вычислительных преобразователей для серийно выпускаемых резонансных уровнемеров и сигнализаторов уровня криогенных сред УРК-1, УРК-2 и СРК-2, применяемых в составе различных систем, в том числе в стартовом комплексе ракетно-космического комплекса «Буран-Энергия», поставками измерительных систем серий УРК и СРК в Республику Индия, а также документами о широком использовании результатов диссертационной работы в промышленности и учебном процессе вузов страны, многочисленными публикациями.

Достоверность полученных результатов проверялась с помощью экспериментальных исследований и многочисленных расчетов в процессе проектирования ряда систем сбора и первичной обработки частотной и время-импульсной информации и отдельных вычислительных (функциональных) преобразователей; отладкой на специальных стендах, испытаниями и длительной эксплуатацией систем измерения уровня и их вычислительных преобразователей, основанных на теоретических и технических идеях диссертационной работы. При этом для ряда промышленных приборов широко использовались их натурные исследования, климатические и механические испытания, подтвердившие высокие метрологические и эксплуатационные характеристики приборов, их высокую надежность работы.

Практическая ценность работы

Результаты исследований являются базой для создания и реализации микропроцессорных функциональных и вычислительных преобразователей частотно- и время-импульсной информации для измерительных систем с частотными датчиками, в т.ч. и для резонансных уровнемеров, с высокими техническими и эксплуатационными характеристиками.

Сравнительная оценка результатов, полученных в представленной работе, с известными показывает следующее:

- снижены на порядок погрешность и в 3-4 раза время формирования результата измерения для промышленных уровнемеров криогенных сред, в 5-10 раз увеличен верхний предел измеряемого уровня при высокой линейности характеристики преобразования;

16

- существенно расширены функциональные возможности систем сбора и обработки измерительной информации с частотных датчиков уровня (самоконтроль вычислительного преобразователя, диагностика первичного преобразователя, адаптация к типу измеряемой среды и др.), снижена стоимость резонансного датчика за счет упрощения (в2раза) его электронного блока, введена коррекция аномальных погрешностей из-за неисправностей отдельных секций и срывов резонанса частоты датчика;

- впервые осуществлено построение микропроцессорных ФПИ с более низкими (в 2-3 раза) затратами на интерфейс импульсных сигналов;

- упорядочен синтез новых вариантов структур вычислительных преобразователей, что сокращает время и затраты на их проектирование;

- осуществлено создание базовых структур ФПИ, предопределяющее их реализацию на любой современной микропроцессорной элементной базе;

- предложена и реализована методика расчета параметров вычислительных и функциональных преобразователей импульсно-аналоговых сигналов для обеспечения заданной инструментальной погрешности устройства.

Разработана и реализована инженерная методика проектирования адаптеров персональных компьютеров и автономных модулей ФПИ как устройств сопряжения частотных датчиков объекта контроля с ЭВМ.

Выпущено с грифом Министерства образования РФ ученое пособие «Микропроцессоры и ЭВМ» в 4-х книгах (объемом 468 стр.) [57-60], в которых изложены вопросы проектирования МПС для системного, структурного и схемотехнического этапов.

Реализация результатов работы. Представленные в диссертации исследования тесно связаны с научно-исследовательскими работами в Рязанской государственной радиотехнической академии (РГРТА), с тематическим планом Института проблем управления РАН (ИПУ) и с совместными опытно-конструкторскими работами с Рязанским заводом «Теплоприбор», в том числе и с работами по решениям директивных органов страны: постановления Совета Министров СССР № 1006-322 от 21.11.77 г. , приказа Министерства ВССО СССР № 211от 01.07.82 г. и др., в которых выделены задачи разработки и исследования уровнемеров электропроводных и диэлектрических сред.

Результаты диссертационной работы использованы и внедрены:

- на Рязанском заводе «Теплоприбор» в разработках вычислительных преобразователей, в том числе и для серийно выпускаемых уровнемероз УРК-1 и УРК-2 и сигнализаторов уровня СРК-2, применяемых в системах контроля уровня и расхода криогенных сред, в том числе и для РКК «Буран-Энергия»;

- в НПО «Плазма» (г. Рязань) в разработках микропроцессорных декодеров штриховых кодов;

- в НИИ «Сигнал» (г. Ковров) при создании устройства коррекции дч-рекционного угла;

17

- на предприятии «Контакт-1» (г. Рязань) при разработке бесконтактных уровнемеров серии БАРС с радиоволновыми датчиками и др.

Результаты диссертации также используются в учебном процессе вузов при подготовке специалистов в области новых компьютерных технологий.

Все внедрения подтверждаются актами использования результатов диссертационной работы на предприятиях и в вузах, а также справками о выполнении отдельных НИР, о поставках разработанных при участии соискателя измерительных систем в Республику Индия и об их использовании в стартовом комплексе РКК «Буран-Энергия».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на: VI Международной научно-методической конференции вузов и факультетов телекоммуникаций (Йошкар-Ола, 2000 г.); заседаниях Советского национального комитета международной ассоциации по математическому и машинному моделированию (Рязань, 1977 г.; Воронеж, 1986 г.; Горький, 1987 г.); II Всесоюзной конференции «Повышение эффективности средств обработки на базе математического и машинного моделирования» (Тамбов, 1991 г.); II, IV, V, VI Всесоюзных симпозиумах «Проблемы создания преобразователей информации» (Киев, 1973, 1980, 1984 , 1988 гг.); III и IV Всесоюзных конференциях «Однородные вычислительные системы и среды» (г. Таганрог, 1972 г., Киев, 1975 г.); I, II Всесоюзных научно-технических конференциях «Микропроцессорные системы» (Челябинск, 1984, 1988 гг.); V Всесоюзной научно-технической конференции «Развитие системы метрологического обеспечения измерения расхода и количества вещества» (Казань, 1984 г.); II Всесоюзной конференции «Автоматизация и роботизация в химической промышленности» (Тамбов, 1988 г.); I Всесоюзной научной конференции «Информатика, науковедение» (Тамбов, 1988 г.); Всесоюзной научной конференции «Моделирование САПР, ACH и ГАП» (Тамбов, 1989 г.); Всесоюзной научно-технической конференции «Микропроцессорные средства локальной автоматики» (Гродно, 1989 г.); III Всесоюзной научно-технической конференции «Теория и практика имитационного моделирования и создания тренажеров» (Пенза, 1988 г.); 2-й Всесоюзной конференции «Современные компьютерные технологии в образовании» (Рязань, 1998 г.); Республиканской научно-технической конференции «Цифровые методы обработки сигналов в задачах радиолокации, связи и управления» (Свердловск, 1984 г.); II и III Республиканской научно-технической конференции «Устройства преобразования информации для контроля и управления в энергетике» (Харьков, 1985, 1988 гг.); V Всесоюзной межвузовской научной конференции «Теория и методы расчета нелинейных электрических цепей и систем» (г. Ташкент, 1975 г.); межвузовской научно-технической конференции «Информационно-измерительные системы и точность в приборостроении» (Москва, 1982 г.); 12-й межвузовской научно-технической конференции «Военная электроника: опыт использования и проблемы подготовки специалистов» (Санкт

18

Петербург, 2001 г.); научно-технической конференции «Микропроцессоры и их применение» (Пенза, 1983 г.); научно-технической конференции «Микропроцессоры в системах контроля и управления» (Пенза, 1985 г.); семинаре «Интегрирующие частотные и время-импульсные преобразователи и цифровые средства измерения на их основе» (Пенза, 1987 г.).

Вклад автора в разработку проблемы. Соискателем предложены и сформулированы все основные идеи защищаемых им в диссертации положений по методологическим и теоретическим основам проектирования, а также по методам построения, анализа и алгоритмическому обеспечению микропроцессорных систем сбора и первичной обработки частотно-временных параметров сигналов и функциональных преобразователей им-пульсно-аналоговой формы представления информации как основы измерительных систем с частотными и резонансными датчиками. Соискателем разработаны принципиальные схемы макетов вычислительных преобразователей для уровнемеров УРК-1, УРК-2, декодера считывателя штриховых кодов и др. Автор принимал непосредственное участие в их отладке и испытаниях. Программные и аппаратные средства всех разработанных для промышленности систем выполнены при непосредственном участии соискателя.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 75 работ, в том числе монография в виде учебного пособия «Микропроцессоры и ЭВМ» (в 4-х книгах общим объемом 468 стр.) с грифом Министерства образования Российской Федерации, 21 авторское свидетельство на изобретения.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объём работы составляет 333 страницы, содержащих 105 рисунков, 17 таблиц, 12 страниц литературы из 170 наименований. Приложение составляет 28 страниц.

Заключение диссертации по теме «Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления», Локтюхин, Виктор Николаевич

Выводы: - Ожидаемый годовой экономический эффект составляет

Эфф = 75028 руб. ; - показатель использования НИР составляет Г- 7^Г02<? ^

Расчет экономического эффекта в объеме 75000 руб.подтвержден актом приемки-сдачи научно-ииследовательской работы утвержденным заместителем директора ш научной работе "заказчика" 30 июня 1981г.

Научный руководитель ПИР - -* Иона Н.И.

Инженер-экономист - Николаева Т*А.

Предприятие

КОНТАКТ-1

Адрес: 390010, г. Рязань, проезд Шабулина, 18 Телетайп : 136274 "НАУКА" Секретарь : [phone]; СКБ:53-17-36; Маркетинг: [phone], 53-34-63. Факс : [phone]

Идентификационный номер: 6227003254 Расч.счет: 40702810900000000684 в Прио-Внешторгбанке г. Рязани БИК 046126708

Корр.счет: 30101810500000000708 t'd На № отсЫ

V. от

2001 г. 2001 г.

ЕРЖДАЮ .•>'. >Гёй&Ьальный директор v ' ООРи<1Тредприятия «Контакт-1 » f Б.А.Атаянц

•7-//У» 2001 г.

СПРАВКА об использовании результатов исследований, опубликованных в монографии ЛОКТЮХИНА ВИКТОРА НИКОЛАЕВИЧА «Микропроцессорные системы сбора и первичной обработки импульсно-аналоговой информации», Рязань, ООО

Сервис», 1999, -156с.

Мы, нижеподписавшиеся сотрудники ООО «Предприятие «Контакт-1» пальник СКБ Гусинский И. С. и начальник отдела Мирошин C.B. удостоверяем, что в оработках измерителей-сигнализаторов уровня ИСУ2000И, ИСУ100МИ, устройствах контроля :орости УКС201 и УКС210И, бесконтактных уровнемерах серии БАРС на основе радиоволновых 1Тчиков, а также модулях контроллера К1000 использован ряд положений, приведенных в мюграфии, в частности:

1. Инженерная методика проектирования адаптеров-преобразователей и модулей сопряжения с объектом для микропроцессорных систем сбора и первичной обработки частотных сигналов.

2. Методы построения функциональных преобразователей частоты в код с аппаратно-программной и программной реализацией функции преобразования

Начальник СКБ

Начальник отдела

И.С. Гусинский C.B. Мирошин с:\мои документы\справка1 .doc

•mail:[e-mail]

310

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На основании выполненных исследований впервые в теории и практике создания методов и средств нелинейной обработки импульсно-аналоговой информации разработаны теоретические основы проектирования, принципы построения, методы анализа и программно-алгоритмическое обеспечение, нового класса вычислительных преобразователей - микропроцессорных устройств получения и функционального преобразования частотно-временных параметров измерительных сигналов. Их создание и внедрение позволило существенно улучшить технические характеристики и расширить функциональные возможности средств сбора и первичной обработки измерительной информации с частотных датчиков.

Полученные в работе основные результаты по рассматриваемому научному направлению можно сформулировать следующим образом.

1.Созданы методологические и теоретические основы построения и проектирования микропроцессорных устройств получения и функционального преобразования частотно-временных параметров измерительных сигналов.

Предложена методика отображения функций проектируемого функционального преобразователя, как аппроксимирующего устройства, на операционные средства микропроцессорной системы обработки данных с трехуровневой организацией в виде карт и матриц отображений, позволяющая упорядочить синтез новых вариантов его структур.

Предложены целевая функция и процедура проектирования структур и алгоритмов средств преобразования и обработки измерительных данных для микропроцессорных систем контроля с частотными датчиками при обоснованном представлении разрабатываемого устройства в виде функционального преобразователя.

Разработаны математические модели и эквивалентные схемы учета составляющих погрешностей частотных датчиков, для которых определены соответствующие им функциональные задачи по коррекции процессорными средствами погрешностей измерения, вызванных неидеальностью частотной характеристики (на примере радиоволновых датчиков).

Предложена и реализована инженерная методика проектирования адаптеров компьютеров IBM PC и автономных модулей вычислительных преобразователей, реализующих заданную операцию функционального преобразования импульсно-аналоговых сигналов с заданной погрешностью для заданных числа каналов преобразователя, способа преобразования, метода опроса источников данных и типа элементной базы.

2. Разработаны принципы функционально-структурной организации од-ноканальных и многоканальных микросистем сбора и первичной обработки информации, как составной части измерительной цепи, и способы организации вычислительных процессов и измерительных процедур. Они обеспечивают повышение производительности системы за счет параллельного и совместного выполнения операций получения, преобразования и первичной мате

292 матической обработки частотно-временных параметров сигналов об измеряемых величинах.

Проведен анализ и получены оценки производительности исследуемых систем для различных способов аппаратно-программной организации вычислительных преобразователей, методов преобразования сигналов с датчиков и видов их опроса.

3. Разработаны математические модели структур, методы построения и программно-алгоритмическое обеспечение микропроцессорных функциональных преобразователей (ФПИ) импульсно-аналоговой информации с рациональным распределением выполняемых функций разрабатываемой системы между ее аппаратно-программными средствами с учетом современных вариантов физической и конструкторской реализации преобразователей.

Впервые в теории и практике функциональных преобразователей разработаны методы построения устройств с полностью программной реализацией функции преобразования частотно- и время-импульсных сигналов, позволяющей в 2-3 раза сократить затраты на их интерфейс и перенести основную тяжесть проектирования ФПИ в область создания программных средств.

На основе теории временных графов разработаны методы анализа технических характеристик ФПИ и предложены способы коррекции погрешностей, возникающих при программном преобразовании импульсно-аналоговых сигналов.

Разработаны методы построения высокопроизводительных ФПИ с аппаратно-программной организацией процесса преобразования формы представления информации, в том числе и в теневом режиме работы микроконтроллера, при котором операции, связанные с выполнением функции преобразования, занимают всего десятые доли и единицы процентов от времени выполнения всей задачи нелинейной обработки.

Предложены структурно-алгоритмические способы организации функциональных преобразователей информации, позволяющие создавать устройства, реализуемые на любой элементной базе микропроцессорной техники.

4. Разработаны и реализованы специальные алгоритмы, методы и средства получения, преобразования и нелинейной обработки частотной измерительной информации, а также методики их анализа и расчета. Они ориентированные на улучшение метрологических характеристик измерительных систем с частотными датчиками за счет целенаправленной коррекции погрешностей, вызванных неидеальностью характеристики датчика, и снижения инструментальной погрешности и времени формирования результата измерения (на примере резонансных приборов).

Предложены машинные алгоритмы расчета наилучших приближений непрерывных и способы линеаризации разрывных характеристик частотных датчиков, обеспечивающие заданную методическую погрешность измерения от влияния нелинейности характеристик датчика в 5-10 раз больших диапазонах изменения контролируемого параметра.

293

Предложены методы коррекции погрешностей от влияния неинформативных параметров с учетом возможностей алгоритмического и аппаратного совмещения выполнения компенсационных зависимостей с операциями линеаризации и преобразования. Они обеспечивают независимо от варианта реализации вычислительного преобразователя упрощение (в 2 раза) схемы электронного блока резонансного датчика и уменьшение на порядок, например для уровнеметрии, дополнительной погрешности измерения.

На основе полученных аналитических выражений для оценки погрешностей и времени преобразования резонансных частот выбраны методы преобразования, применение которых позволяет на порядок сократить время измерения, уменьшить или исключить влияние модуляции сигнала датчика на точность преобразования.

Предложена методика анализа инструментальной погрешности вычислительных преобразователей (ВП) частотных измерительных систем. На ее основе получены аналитические оценки для расчета параметров ВП, обеспечивающих заданную величину его инструментальной погрешности.

5. Разработанные в диссертации теоретические положения, методы, методики и технические решения использованы: при проектировании первых отечественных серийных уровнемеров УРК-1 и УРК-2 и сигнализаторов уровня криогенных сред СРК-2 (с участием завода «Теплоприбор», ИПУ и РГРТА) и в разработанных приборах и устройствах, применяемых в составе стендового оборудования и отдельных системах, в том числе в вычислительных преобразователях для уровнемеров серий РУМБ и Луч-2 («Теплоприбор»); в декодерах штриховых кодов (НПО «Плазма», г. Рязань); в разработках устройства коррекции дирекционного угла (НИИ «Сигнал», г. Ковров), бесконтактных уровнемеров серии БАРС (предприятие «Контакт-1», Рязань) и др.

Применение серийно выпускаемых уровнемеров УРК-1 и УРК-2 в автоматизированных системах управления технологическими процессами, в том числе и для ракетно-космического комплекса «Буран - Энергия», позволило за счет повышения точности измерения сократить неучтенные запасы и потери контролируемых сред. Их длительная эксплуатация подтвердила высокие метрологические характеристики и надежность работы приборов.

Результаты диссертационной работы широко применяются в учебном процессе на кафедрах вузов в дисциплинах, связанных с изучением и проектированием микропроцессорных систем сбора и обработки информации.

6. Все оригинальные научно-технические идеи, представленные в диссертационной работе, доложены на научно-технических конференциях, подтверждены опубликованными статьями, авторскими свидетельствами на изобретения и актами использования. Основное содержание диссертации изложено в монографии, допущенной Министерством образованием РФ в качестве учебного пособия для студентов вузов.

7. Представленные результаты исследований и сформулированные выводы позволяют утверждать, что задачи диссертационной работы решены в полном объеме, а поставленная цель исследований достигнута.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Локтюхин, Виктор Николаевич, 2001 год

1. Новицкий П.В., Кнорринг В.Г., Гутников B.C. Цифровые приборы с частотными датчиками. JL: Энергия. 1970. - 424 с.

2. Викторов В.А. Резонансный метод измерения. М.: Энергия, 1969. -192 с.

3. Петров Б.Н., Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков A.C. Принципы инвариантности в измерительной технике. М.: Наука. 1976. - 248 с.

4. Виницкий A.C. Очерк основ радиолокации при непрерывном излучении радиоволн. -М.: Сов. Радио. 1961. 496 с.

5. Карпов Р. Г. Техника частотно-импульсного моделирования. М.: Машиностроение. 1968. - 247 с.

6. Время-импульсные вычислительные устройства / Смолов В.Б., Угрюмов Е.П., Артамонов А.Б., Герасимов И.В. и др.; Под. ред. В.Б. Смолова, Е.П. Угрюмова. М.: Радио и связь. 1983. - 288 с.

7. Смолов В.Б. Функциональные преобразователи информации. Л.: Энер-гоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1981, -248 с.

8. Мартяшин А.И., Шахов Э.К., Шляндин В.М. Преобразователи электрических параметров для систем контроля и измерения. М.: Энергия. 1976. -92 с.

9. Ю.Данчеев В.П. Цифро-частотные вычислительные устройства. М.: Энергия. 1976.- 176 с.

10. I.A. с. № 425182 СССР, МКИ G 06 F 15/34. Частотно-импульсный функциональный преобразователь // Паламарюк Г.О., Локтюхин В.Н., Попа Н.И. / Открытия. Изобретения. 1974. № 15.

11. Викторов В.А., Лункин Б.В., Совлуков A.C. Радиоволновые измерения параметров технологических параметров. М.: Энергоатомиздат. 1989. -208 с.

12. Судостроение за рубежом. Л.: Судостроение. 1981. № 4. С. 85-89.

13. Modern microelectronic measuring. Capabilities of computer augnemented measuring sistems. Klaasen К. В., Schipper J. D. "Journal A", 1983, 24, №3, p. 109-115.

14. Remote level sistems keep pace with demand. Blickley George. -Control Engineering, 1985, 32, № 7, p. 61-63.

15. Лункин Б.В., Мишенин В.И., Крискунова H.A., Фатеев В.Я. Новые разработки радиочастотных датчиков// Датчики и системы. 1999. № 2. С. 43-48.

16. Викторов В.А., Лункин Б.В., Пятибратов И.В., Ульянов A.C. Резонансные высокочастотные уровнемеры и сигнализаторы уровня криогенных сред // Приборы и системы управления. 1975. № 9. С. 24-25.323

17. А. С. № 667818 СССР. МКИ G Ol F 23/28 Высокочастотный уровнемер / Демин В.А., Пятибратов И.В., Ульянов A.C. и др. // Открытия. Изобретения. 1979. №22.

18. Демин В.А., Северинов А.Д., Пятибратов И.В., Ульянов A.C. Инвариантные высокочастотные уровнемеры криогенных сред // Приборы и системы управления. 1980. № 8. С. 18-19.

19. А. С. № 830130 СССР. МКИ G 01 F 23/28 Высокочастотный уровнемер / Гумиров Р. 3., Ульянов А. С., Демин В. А. и др. // Открытия. Изобретения. 1981. №18.

20. Разработка и исследование вычислительного преобразователя для блока системы контроля топлива. Отчёт о НИР 20-79, РРТИ. Науч. рук. Иопа Н.И., Г. Р. № 79021742. Рязань. 1981. - 195 с.

21. Цветков Э. И. Процессорные измерительные средства: JL: Энергоатом-издат. Ленингр. отд-ние. 1989. - 224 с.

22. Гитис Э.И., Власов В.В., Покровский В.Ю. Принципы построения микропроцессорных устройств преобразования информации // Проблемы создания преобразователей формы информации: Тез. докл. IV Всесоюзного симпозиума. Киев: Наукова думка / 1980. Ч. 1. С. 84-91.

23. Маслов A.A., Сахаров О.Н. Аналого-цифровые микропроцессорные устройства. М.: Издательство МАИ. 1991. - 160 с.

24. Собкин Б. JI. Автоматизация проектирования аналого-цифровых приборов на микропроцессорах. М.: Машиностроение. 1986. - 128 с.

25. Специализированные информационные измерительные системы / Е.А. Ломтев, Е.А. Чернявский, М.А. Мариненко и др.: Учеб. пособие. Пенза: Пенз. политехи, ин-т, 1985. - 80 с.

26. Гельман М.М. Системные аналого-цифровые преобразователи и процессоры сигналов. М.: Мир, 1999. - 559 с.

27. Мирский Г.Я. Электронные измерения. М.: Радио и связь, 1986. - 440 с.

28. Мирский Г.Я. Микропроцессоры в измерительных приборах М.: Радио и связь, 1984. - 160 с.

29. Еремеев И.С., Кондалев А.И. Интеллектуальные терминалы. -К.: Техшка. 1984. 127 с.

30. Торгов Ю.И. Программируемый таймер КР580ВИ53 и его применение // Микропроцессорные средства и системы. 1984. № 1. С. 77-84.

31. Гинзбург В.Д. Микропроцессорный измеритель сигнала // Микропроцессорные средства и системы. 1986. № 6. С. 73-74.

32. Применение микропроцессорных средств в системах передачи информации: Учеб. пособие для вузов по спец. АСУ / Б.Я. Советов, О.И. Кутузов, Ю.А. Головин, Ю.В. Аветов. -М.: Высш. шк., 1987.-256 с.

33. Каган Б.М., Сташин В.В. Основы проектирования микропроцессорных устройств автоматики. М.: Энергоатомиздат. 1987. 304 с.

34. Микропроцессорные средства производственных систем / В.Н. Алексеев и др.; Под ред. В.Г. Колосова. Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1988,-287 с.324

35. Балашов Е.П., Пузанков Д.В. Микропроцессоры и микропроцессорные системы: Учеб. пособие для вузов / Под ред. В.Б. Смолова. М.: Радио и связь. 1981.-328 с.

36. Микропроцессорные системы и микроЭВМ в измерительной технике: Учеб. пособие для вузов / А.Г. Филиппов, A.M. Аужбикович, В.М. Немчинов и др. -М.: Энергоатомиздат. 1995. 368 с.

37. Щелкунов H.H., Дианов А.П. Микропроцессорные средства и системы. -М.: Радио и связъ. 1989. 288 с.

38. Корячко В.П. Микропроцессоры и микроЭВМ в радиоэлектронных средствах: Учеб. для вузов. -М.: Высш. шк. 1990. 407 с.

39. Гибсон Г. Лю Ю Ч. Микропроцессоры семейства 8086/8088. Архитектура, программирование и проектирование микрокомпьютерных систем. -М.: Радио и связь. 1987. 512 с.

40. Гусинский И.С., Гусев B.C., Гладышев Ю.Е. Малые АСУТП измерения уровня жидких и сыпучих материалов // Приборы и системы управления. 1999. №2. С 9-11.

41. Марфин В.П., Кияшев А.И., Розенфельд Ф.З. и др. Радиоволновый бесконтактный уровнемер повышенной точности // Измерительная техника. 1986. № 6. С. 46-48.

42. Глотов Е.В., Федоров В.Л. Конверсионная продукция: Комплекс ультразвуковых приборов контроля и регулирования уровня жидких сред // Приборы и системы управления. 1995. № 8. С. 26-27.

43. Езерский В.В., Рынин В.П. Бесконтактное многопозиционное измерение уровня ЧМ-дальномером // Обработка сложных сигналов с применением цифровых устройств и функциональной электроники: Межвуз. сб. Рязань. РГРТА. 1999. С. 61-66.

44. Прохоров Б. М. Радарные уровнемеры // Приборы и системы управления. 1995. №7. С. 35-38.

45. Балин И., Демченко А. Акустические измерители, сигнализаторы уровня жидкости и системы на их основе // Современные технологии автоматизации. 1999. №2. С. 28-32.

46. Терехин А.Н. Разработка и исследование цифровых вычислительных преобразователей для систем измерения уровня с частотными датчиками. Дисс. канд. тех. наук. Рязань. 1988. 151 с.325

47. Абайдулин Р., Бальцер С., Красных В., Фролов А. Опыт автоматизации резервуарных парков нефтепродуктов. // Современные технологии автоматизации. 1997 . № 2. С. 62-68.

48. Шустов В., Шмельков С., Малышев С. Система контроля радиационной безопасности // Современные технологии автоматизации. 1997. №3. С. 44-47.

49. Перепаченко В., Шипка С., Майков В., Михайлоа И. Автоматизированная система контроля массы нефтепродуктов // Современные технологии автоматизации. 1999. № 3. С. 68-73.

50. Пастушенко А.И. Комплекс электронных средств на основе распределенной обработки информации для систем промышленного размерного контроля // Датчики и системы, 1999. № 1. С. 58-63.

51. Гревцев В.В., Страшун Ю.П., Баданов И.И. и др. Семейство промышленных микроконтроллеров СМ1820М. ПК И Датчики и системы. 2000. № 1. С.11-15.

52. Локтюхин В.Н. Микропроцессоры и ЭВМ (в 4-х кн.). Кн. 1. Микропроцессорные системы. Проектирование аппаратных и программных средств: Учеб. пособие для вузов. -М:. Энергоатомиздат. 2000. 100 с.

53. Локтюхин В.Н. Микропроцессоры и ЭВМ (в 4-х кн.). Кн. 2. Структура персональных компьютеров: Учеб. пособие для вузов. М:. Энергоатомиздат. 2000. - 140 с.

54. Локтюхин В.Н. Микропроцессоры и ЭВМ (в 4-х кн.). Кн. 3. Микропроцессорные системы. Организация и проектирование интерфейса ввода-вывода. Учеб. пособие для вузов. М:. Энергоатомиздат. 2000. - 72 с.

55. Локтюхин В. Н. Микропроцессоры и ЭВМ (в 4-х кн.). Кн. 4. Микропроцессорные системы сбора и первичной обработки импульсно-аналоговой информации. Учеб. пособие для вузов. М:. Энергоатомиздат. 2000.156 с.

56. Прангишвили Н.В. Микропроцессоры и локальные сети микроЭВМ в распределенных системах у правления-М.: Энергоатомиздат, 1985. —272 с.

57. Микропроцессоры: в 3-х книгах. Книга 2.Средства сопряжения. Контролирующие и информационно-управляющие системы. Учебник для ВТУЗов / Под ред. Л. Н. Преснухина, -М.: Высшая школа. 1986. 383 с.

58. Локотков A.A. Устройства связи с объектом. Модули фирмы Advantech // Современные технологии автоматизации. 1997. № 2.

59. Цапенко М.П., Клисторин И.Ф., Алейников А.Ф. Датчики // Датчики и системы. 1999. № 1. С. 17-18.

60. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терёхин А.Н. Средства моделирования и отладки МПС измерения уровня // Проектирование вычислительных машин и систем: Межвуз. сб. Рязань. РРТИ. 1988. С. 124-128.

61. Разработка и исследование систем сбора и обработки информации с высо-частотных датчиков уровня для систем контроля топлива. Отчёт о НИР 60-85. Науч. рук. Иопа Н.И., Г.Р. № 0186.0083839. РРТИ. Рязань. 1987. -76 с.326

62. Новицкий П.В., Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. 2-е изд., перераб. и доп. - Д.: Энергоатомиздат. 1991. - 304 с.

63. Приборно-модульные универсальные автоматизированные измерительные системы: Справочник; Под ред. В.А. Кузнецова. М.: Радио и связь, 1993. -304 с.

64. Рего К.Г. Метрологическая обработка результатов технических измерений: Справочное пособие. К.: Техника. 1987. - 128 с.

65. А. с. № 661249 СССР, МКИ G 01 F 23/28. Цифровой уровнемер / Астафьев A.A., Быценко С.Г., Иопа Н.И, Локтюхин В.Н., Паламарюк Г.О., Полетаев Б.К, Шаров В.А. И Открытия. Изобретения. 1979. № 17.

66. Мандровский-Соколов Б.Ю., Туник A.A. Системы экстремального управления при случайных возмущениях. Справочник. Киев: Наукова думка. 1970.- 172 с.

67. А. с. № 1673860 СССР, МКИ G 01 F 23/28. Система измерения уровня с резонансным датчиком / Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терёхин А.Н., Игнатьев Г.А., Кияшев А.И., Попов П.Н. // Открытия. Изобретения. 1991. №32.

68. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терёхин А.Н. Микропроцессорная система измерения и контроля уровня с частотными датчиками // Микропроцессорные системы: Материалы Всесоюзной конференции. Челябинск. ЧПИ. 1984, С. 213-214.

69. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терёхин А.Н. Алгоритмическое и программное обеспечение систем обработки информации с многосекционными частотными датчиками уровня // Моделирование САПР, АСНИ и ГАП: Тез. докл. Всесоюзной конференции. Тамбов. 1989. С. 33-34.

70. Безделкин В.В. Кварцевые пьезорезонансные чувствительные элементы для датчиков физических величин // Датчики и системы. 1999. №7-8. С. 58-63.

71. Локтюхин В.Н. Ко до-частотные ФП с аппроксимацией воспроизводимых зависимостей рациональными дробями // Вычислительная техника: Труды РРТИ, вып.59. Рязань. 1973. С. 16-23.

72. Михотин В.Д. Методы построения цифровых частотомеров: Учебное пособие. Пенза: ППИ. 1986 - 68 с.

73. Проектирование специализированных информационно-вычислительных систем: Учеб. пособие по спец. ЭВМ и АСУ; Под ред. Ю.М. Смирнова. М.: Высш. шк., 1984. 359 с.

74. А. с. № 363990 СССР. Время-импульсный функциональный преобразователь / Паламарюк Т.О., Кистрин A.B., Локтюхин В.Н., Никифоров М.Б.// Открытия. Изобретения. 1972. № 19.327

75. A. с. № 632081 СССР, МКИН 03 К 13/20. Время-импульсный преобразователь. /Локтюхин В.Н., Быценко С.Г.// Открытия. Изобретения. 1978. №41.

76. А. с. № 547772 СССР, МКИ G 06 F 15/34. Функциональный преобразователь кода в частоту. / Локтюхин В.Н., Паламарюк Г.О., Соломаха В. Н.// Открытия. Изобретения. 1977. № 7.

77. А. с. № 754407 СССР, МКИ G 06 F 5/04. Функциональный преобразователь «код-частота» / Смолов В.Б., Балашов Е.П., Паламарюк Г.О., Локтюхин В.Н. // Открытия. Изобретения. 1980. № 29.

78. Локтюхин В.Н. Функциональное преобразование импульсно-аналоговой информации на основе микропроцессора // Проблемы создания преобразователей формы информации: Тез. докл. V Всесоюзного симпозиума. -Киев:. Наукова думка. 1984. Ч. 1. С. 159-161.

79. Дядюнов А.Н., Онащенко Ю.А., Сенин А.И. Адаптивные системы сбора и передачи аналоговой информации. Л.: Машиностроение. 1988. - 288 с.

80. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терехин А.Н. Микропроцессорный вычислительный преобразователь для системы измерения уровня криогенных сред // Проектирование ЭВМ: Межвуз. сб. Рязань, РГРТА, 1992. С. 52-57.

81. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терехин А.Н. Структурная организация цифровых уровнемеров с многосекционными датчиками // Приборы и системы управления. 1986. № 10. С. 25-26.

82. Измерительные системы для вращающихся узлов и механизмов / В.В. Ка-расев, A.A. Михеев, Г.И. Нечаев; Под ред. Г.И. Нечаева. М.: Энерго-атомиздат. 1996. - 176 с.

83. Смолов В.Б., Чернявский Е.А. Гибридные вычислительные устройства с дискретно-управляемыми параметрами. Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние). 1977. - 296 с.

84. Аналого-цифровые периферийные устройства микропроцессорных систем / Р.И. Грушвицкий, А.Х. Мурсаев, В.Б. Смолов. Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1989. - 160 с.

85. Шагурин И.И. Микропроцессоры и микроконтроллеры фирмы Motorola. -М.: Радио и связь, 1998.

86. Стешенко В. Школа разработки аппаратуры цифровой обработки сигналов на ПЛИС // Новости о микросхемах. 1999. №8, №9, №10.

87. A.c. № 493916 СССР, МКИ Н 03 К 13/20. Функциональный преобразователь частоты в код. / Локтюхин В.Н., Новичков B.C. // Открытия. Изобретения. 1975. №44.

88. Локтюхин В.Н., Иопа Н.И. Об унификации структур непрерывно-импульсных функциональных преобразователей // Однородные вычислительные системы и среды: Материалы IV Всесоюзной конференции. Киев: Наукова думка. 1975. Ч. 2. С. 8-11.

89. А. с. № 529558 СССР, МКИ Н 03 К 13/20. Функциональный преобразователь частоты в код. / Иопа Н.И., Локтюхин В.Н. // Открытия. Изобретения. 1976. №35.

90. Локтюхин В.Н., Иопа Н.И. Об одной структуре функционального преобразователя для линеаризации характеристик частотных датчиков // Специализированные и комбинированные устройства: Межвуз. сб., вып. 3. -Рязань. РРТИ. 1975. С. 110-113.

91. Локтюхин В.Н., Сдвижков А. И. Об одном принципе построения автоматического устройства определения сближения меридиан // Специализированные и комбинированные устройства: Межвуз. сб., вып. 4. Рязань. РРТИ. 1976. С. 108-113.

92. А. с. № 105574 СССР. Устройство для вычисления сближения меридиан. / Медведев В.И., Локтюхин В.Н., Паламарюк Г.О., Сдвижков

93. A.И. Зарегистрировано 6.05.77.

94. Астафьев A.A., Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Мясников А.Г., Полетаев Б.К. Вычислительный преобразователь для уровнемеров электропроводных сред // Приборы и системы управления. 1981. № 9. С. 18-20.

95. A.c. № 425174 СССР, МКИ G 06 F 1/02. Блок определения интервала / Паламарюк Т.О., Иопа Н.И., Соломаха В.Н., Локтюхин В.Н., Остриков

96. B.Д. // Открытия. Изобретения. 1974. № 15.

97. А. с. № 488341 СССР МКИ Н 03 К13/02 Функциональный преобразователь частоты в код / Локтюхин В.Н. // Открытия. Изобретения. 1976. № 38.

98. A.c. № 395841 СССР, МКИ G 06 F 15/34. Блок определения интервала / Паламарюк Г.О., Иопа Н.И., Соломаха В.Н., Локтюхин В.Н. // Открытия. Изобретения. 1973. № 35.

99. Локтюхин В.Н. Анализ аппаратурных затрат микропроцессорных функциональных преобразователей на базе матриц отображения функций // Информатика и прикладная математика: Межвуз. сб. Рязань. РГПУ. 2001. С. 52-56.329

100. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. В.В. Сташин, A.B. Урусов, О.Ф. Мологонцева. М.: Энерго-атомиздат, 1990. - 224 с.

101. Локтюхин В.Н. Функциональный преобразователь частоты в код на основе микропроцессора. Изв. вузов СССР // Приборостроение. 1985. № 4. С. 40-43.

102. A.c. № 1547065 СССР, МКИ Н 03 М 11/60. Преобразователь частоты в код / Локтюхин В.Н., Терехин А.Н. // Открытия. Изобретения. 1990. № 8.

103. Локтюхин В.Н., Терехин А.Н. Микропроцессорный функциональный преобразователь частоты в код // Проектирование ЭВМ: Межвуз. сб. Рязань. РГРТА. 1992. С. 62-65.

104. Майоров С.А., Новиков Г.И. Принципы организации цифровых машин. -Л:. Машиностроение (Ленингр. отд-ние), 1974. 432 с.

105. Локтюхин В.Н. Аппаратно-программный метод функционального преобразования частоты в код на основе принципа следящего уравновешивания // Новые информационные технологии: Межвуз. сб. Рязань. РГРТА. 2001. С. 105-108.

106. Паламарюк Г.О., Локтюхин В.Н. О возможности построения функционального преобразователя частоты в код на принципе кусочной дробно-линейной аппроксимации // Автоматизация измерений: Труды РРТИ, вып. 49. Рязань. 1974. С. 30-36.

107. Паламарюк Г.О., Иопа Н.И., Локтюхин В.Н. Соломаха В.Н. Анализ частотно-импульсных вычитающих устройств // Вычислительная техника: Труды РРТИ, вып. 30. Рязань. 1972. С. 90-97.

108. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терехин А.Н. Структурно-алгоритмический метод обработки частотных сигналов с многосекционных датчиков уровня330

109. Интегрирующие частотные время-импульсные преобразователи и цифровые средства измерения на их основе: Тез. докл. на НТС. Пенза. 1987. С 20-22.

110. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. М.: Наука. 1965. -632 с.

111. Гутер P.C., Овчинский Б.В. Элементы численного анализа и математической обработки результатов опыта. М.: Изд-во «Наука», 1962. 432 с.

112. Ремез Е.Я. Основы численных методов Чебышевского приближения. «Наукова думка», 1969.

113. Локтюхин В.Н., Быценко С.Г. Об одном алгоритме расчёта наилучших полиномиальных приближений для устройства линеаризации // Депонированные научные работы: Сб. «Рипорт». 1977. № 3.

114. Локтюхин В.Н., Мархасин Б.Г. Об одном способе определения наилучших приближений при кусочной дробно-линейной аппроксимации // Применение средств вычислительной техники: Труды РРТИ, вып. 58. -Рязань. 1974. С. 4-9.

115. Данилов В. Л., Иванова А. Н., Исакова Е. К. и др. Математический анализ. Функции, пределы, ряды, цепные дроби. М.: Физматгиз. 1961. 440 с.

116. А. с. № 840898 СССР, МКИ G 06 F 7/60. Время-импульсный функциональный преобразователь / Астафьев A.A., Быценко С.Г., Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Шаров В.А // Открытия. Изобретения. 1981, № 23.

117. Байков М.С., Угрюмов Е.П. О возможности применения одного вида плавной аппроксимации непрерывных функций для построения функциональных преобразователей / Приборостроение, № 6, 1977. С 54-57.

118. А. с. № 1150491 СССР, МКИ G 01 F 23/28. Уровнемер / Локтюхин В.Н., Иопа Н.И., Терёхин А.Н. // Открытия. Изобретения. 1985. № 14.

119. А. с. № 1411772 СССР, МКИ G 06 F 15/20. Уровнемер / Иопа Н.И., Игнатьев Г.А., Кияшев А.И., Локтюхин В.Н., Попов П.Н., Терёхин А.Н. // Открытия. Изобретения. 1988. № 27.

120. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терехин А.Н. Структурно-алгоритмические особенности систем измерения уровня с многосекционными резонансными датчиками // Датчики и системы. № 4. 2001. С. 10-14.

121. Локтюхин В.Н., Иопа Н.И., Терёхин А.Н. Об алгоритмах обработки информации с многосекционных датчиков в системах измерения уровня // Специализированные и комбинированные вычислительные устройства: Межвуз. сб. Рязань. РРТИ. 1981. С. 84-89.

122. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терёхин А.Н. Функциональный преобразователь для линеаризации разрывных характеристик частотных датчиков //331

123. Проблемы создания преобразователей формы информации: Тез. докл. V Всесоюзного симпозиума. Киев: Наукова думка. 1984. Ч. 1. С. 202-204.

124. Иопа Н. И., Локтюхин В.Н., Терёхин А. Н. Универсальный вычислительный преобразователь (ВП) для систем измерения уровня // Информационно-измерительные системы и точность в приборостроении: Тез. докл. межвузовской конференции. -М:. МИЭМ. 1982. С.103.

125. А. с. № 1008621 СССР, МКИ G 01 F 23/28. Уровнемер / Иопа Н.И., Ка-сицын Ю.П., Локтюхин В.Н., Мясников А.Г., Попов П.Н., Терёхин А.Н. // Открытия. Изобретения. 1983. № 12.

126. Локтюхин В.Н. Методы преобразования и математической переработки сигналов с резонансных частотных датчиков // Информатика и прикладная математика: Межвуз. сб. Рязань. РГПУ. 2001. С. 57-61.

127. Холкин И.И., Паламарюк. Г.О. О преобразовании импульсных сигналов, искаженных помехами, частотомером первого порядка // Вычислительная техника: Труды РРТИ, вып. 18. Рязань. 1970. С. 75-82.

128. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н, Терёхин А.Н. Система контроля параметров криогенных сред с многосекционным резонансным датчиком // Роботизация в химической промышленности: Тез. докл. II Всесоюзной конференции. Тамбов. 1988. С. 242.

129. Микропроцессорный вычислительный преобразователь для промышленных уровнемеров криогенных сред. Отчёт о НИР 57-87. Науч. рук. Иопа Н.И., Г. Р. № 01880034955. РРТИ. Рязань. 108 с.

130. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терёхин А.Н. Моделирование многоканальной микропроцессорной системы измерения уровня: Сб. «Математическое и машинное моделирование. Материалы научной конференции». -Воронеж. ВПИ. 1988. С. 60.

131. А. С. СССР № 1251101. МКИ G 01 F 15/20. Устройство для вычисления уровня жидких сред / Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Марфин В.П., Ро-зенфельд Ф.З., Терёхин А.Н. // Открытия. Изобретения. 1986. № 30.

132. Саврасов Ю.С. Алгоритмы и программы в радиолокации. М.: Радио и связь. 1985.-216 с.

133. Садовский Г.А. Обработка результатов измерений / Учебное пособие. РГРТА. Рязань. 1997. 80 с.

134. Основные требования в области метрологии: Словарь справочник. Юдин М.Ф., Селиванов М.И., Тищенко О.Ф. и др. / Под ред. Тарбеева Ю.В. М.: Издательство стандартов. 1989. - 132 с.

135. Вентцель Е.С., Овчаров П.А. Прикладные задачи теории вероятностей. -М.: Радио и связь. 1983.-416 с.

136. Гехер К. Теория чувствительности и допусков электронных цепей. -М.: Сов. Радио. 1973. 200 с.

137. Соренков Э.И., Телига А.И., Шаталов А.С. Точность вычислительных устройств и алгоритмов. М.: Машиностроение. 1976. - 200 с.

138. Разработка унифицированных цифровых вычислительных устройств для резонансных уровнемеров электропроводных и диэлектрических сред. Отчёт о НИР 2 -76. Науч. рук. Паламарюк Г.О., Г. Р. № 5636853, РРТИ. -Рязань. 1977.- 125 с.

139. Разработка универсальных ВУ для комплекса в/ч уровнемеров, основанных на инвариантном принципе компенсации электрофизических свойств контролируемых сред. Отчёт о НИР 22-77. Науч. рук. Паламарюк Т.О., Г.Р. № 77062003, РРТИ. Рязань. 1978. - 96 с.

140. А. с. СССР № 900120, МКИ G 01 F 23/28. Уровнемер // Локтюхин В.Н., Иопа Н.И., Терёхин А.Н. / Открытия. Изобретения. 1982. № 3.

141. А. с. № 901834 СССР, МКИ G 01 F 23/28. Цифровой уровнемер / Локтюхин В.Н., Иопа Н.И., Быценко С.Г. // Открытия. Изобретения. 1982. №4.333

142. Специализированный тригонометрический вычислитель. Отчёт о НИР 16-74, Науч. рук. Паламарюк Т.О., Г. Р. № 75063141. РРТИ. Рязань. 1975.-97 с.

143. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терехин А.Н. Микропроцессорная система измерения уровня с частотными датчиками // Проектирование вычислительных машин и систем: Межвуз. сб. Рязань. РРТИ. 1984. С. 124-128.

144. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н. Методика разработки алгоритмов выполнения основных арифметико-логических операций на микро-ЭВМ // Информатика и науковедение: Тез. докл. 1-й Всесоюзной научной конференции 1988. Тамбов. С. 414.

145. Иопа Н.И., Локтюхин В.Н., Терехин А.Н. Система отладки МПС измерения уровня с частотными датчиками // Микропроцессорные системы: Тез. докл. II Всесоюзной научно-технической конференции. Челябинск, 1988, С. 84.

146. Локтюхин В.Н. Программно-методическое обеспечение для изучения однокристальных микропроцессоров // Современные информационные технологии в образовании: Тез. докл. 2-й Всероссийской научно-практической конференции.-Рязань. 1998. С. 117-118.

147. Локтюхин В.Н. Учебно-методическое и программное обеспечение для изучения микропроцессорных систем //Материалы VI Международной научно-методической конференции вузов и факультетов телекоммуникаций. г. Йошкар-Ола, 2000 г. С. 146-147.

148. Локтюхин В.Н., Терехин В.М. Микропроцессор К580. Программирование с помощью кросс-средств: Методические указания к лабораторным работам / РГРТА, Рязань. 1992. 32 с.

149. Локтюхин В.Н. Микропроцессор К1810ВМ86. Архитектура и программирование: Методические указания к лабораторным работам / РГРТА, -Рязань. 1994. 56 с.