Невизначенність вимірювань з використанням АЦП для процесів що плинуть повільно

Gennady Oborsky, Ruslan Mygushchenko, Liudmyla Perperi, Yuriy Palennyy

Анотація


Розвиток цифрової техніки з одного боку і впровадження європейських стандартів з випробувань з іншого боку обумовлюють необхідність оцінки невизначеності вимірювальних каналів інформаційно-вимірювальних систем. У статті розглянуто основні типи аналогово-цифрових перетворювачів і складові невизначеності, що виникають при перетворенні вимірювальних сигналів з аналогового вигляду в цифровий код. На прикладі мікроконтролера ATmega164 визначено види похибок, які вносять істотний внесок до бюджету невизначеності при перетвореннях вимірювальних сигналів що надходять від первинних перетворювачів які контролюють повільних процесів. Ґрунтуючись на складових невизначеності описаних в технічній документації на мікроконтролер, складено бюджет невизначеності аналого-цифрового перетворення. Наведено порядок розрахунку сумарної, стандартної і розширеної невизначеності АЦП з урахуванням коефіцієнта охоплення

Ключові слова


Невизначеність, аналогово-цифрове перетворення, бюджет невизначеності, стандартна невизначеність, розширена невизначеність

Повний текст:

PDF

Посилання


Obors'kij, G. O., Slobodjanik, P. T., Kostenko, V. L. ta іn. Vimіrjuvannja fіzichnih velichin: navchal'nij posіbnik [Measuring physical quantities: Tutorial]. Odesa: Astroprint, 2012, 400 р.

Shhapov, P. F., Migushhenko, R. P., Kropachek, O. Ju. Teoretichnі ta praktichnі zasadi sistem kontrolju ta dіagnostuvannja skladnih promislovih ob’єktіv: monografіja [Theoretical and practical principles of monitoring and diagnosis of complex industrial facilities: monograph]. Vid-vo «Pіdruchnik NTU «KhPІ» [Type-in "Handbook of NTU" KPI"], 2015, 244 p.

Rozina, O. Yu. The Effect of the Aperture Uncertainty of an Analog-to-Digital Converter on the Result of Measurements of the Active Power of a Periodic Nonsinusoidal Current, Measurement Techniques, 2014, 9(57), doi:10.1007/s11018-014-0579-9.

Jableka M., Miskowicz M., Koscielnik D. Uncertainty of asynchronous analog-to-digital converter output state, Industrial Electronics (ISIE), 2010 IEEE International Symposium on 4-7 July 2010, 1692 - 1697, doi:10.1109/ISIE.2010.5637548.

Data Conversion Handbook, Analog Devices Inc., Engineeri, Elsevier, 18 December 2004, 976 p.

Paolo Fornasini The Uncertainty in Phisical Measurements, An Introduction to Data Analysis in the Phisics Laboratory. New York : Springer, 2010, 289 p., doi:10.1007/978-0-387-78650-6.

CORREA ALEGRIA Francisco André, DA CRUZ SERRA Antonio Manuel Uncertainty of ADC random noise estimates obtained with the IEEE 1057 standard test / IEEE transactions on instrumentation and measurement, 2005, 54(1), 110-116, doi:10.1109/TIM.2004.840226.

Vol'fgang Rajs Kak rabotajut analogovo-cifrovye preobrazovateli i chto mozhno uznat' iz specifikacii na ACP, Komponenty i tehnologii, 2005, 3, 6 p.

Atmel-8272G-AVR-01/2015 ATmega164A/164PA/324A / 324PA/644A/ 644PA/ 1284/1284P 8-bit Atmel Microcontroller with 16/32/64/128K Bytes In-System Programmable Flash. Datasheet. Atmel Corporation. Rev.: Atmel-8272G-AVR-Document-Title-or-Devices-Filename-Datasheet_01/2015, 659 p.

Brannon B., Barlou A. Aperturnaja neopredelennost' i rabochie harakteristiki ACP Jelektronika NTB, 2006, 4, [Web], http://www.electronics.ru/journal/2006/4

PM H 33.1405-2005 Metodicheskij dokument po metrologii. Rekomendacija. «Ocenivanie neopredelennosti pri provedenii metrologicheskih rabot», Khar'kovskij nacional'nyj universitet radiojelektroniki (HNURJe), Khar'kov, 2008, 48 p.

RMG 43-2001 Rekomendacii po mezhgosudarstvennoj standartizacii. Primenenie «Rukovodstva po vyrazheniju neopredelennosti izmerenij», Mezhgosudarstvennyj sovet po standartizacii, metrologii i sertifikacii, Minsk, 20 p.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Оборський, Г. О. Вимірювання фізичних величин: навчальний посібник / Г. О. Оборський, П. Т. Слободяник, В. Л. Костенко та ін. // Одеса: Астропринт. – 2012. – 400 с.
  2. Щапов, П. Ф. Теоретичні та практичні засади систем контролю та діагностування складних промислових об’єктів: монографія / П. Ф. Щапов, Р. П. Мигущенко, О. Ю. Кропачек // Вид-во «Підручник НТУ «ХПІ». – 2015. – 244 с.
  3. Rozina, O. Yu. The Effect of the Aperture Uncertainty of an Analog-to-Digital Converter on the Result of Measurements of the Active Power of a Periodic Nonsinusoidal Current / O. Yu. Rozina // Measurement Techniques. – 2014. – № 9 (57). –  doi:10.1007/s11018-014-0579-9.
  4. Jableka, M. Uncertainty of asynchronous analog-to-digital converter output state / M. Jableka, M. Miskowicz, D. Koscielnik // Industrial Electronics (ISIE), 2010 IEEE International Symposium on 4-7 July 2010, Publisher: IEEE. – 2010. – P. 1692 - 1697. – doi:10.1109/ISIE.2010.5637548
  5. Data Conversion Handbook, Analog Devices Inc. / Engineeri. – Elsevier. – 18 December 2004. – 976 p.
  6. Paolo Fornasini The Uncertainty in Phisical Measurements, An Introduction to Data Analysis in the Phisics Laboratory / Paolo Fornasini // New York: Springer. – 2010. – 289 p. doi:10.1007/978-0-387-78650-6
  7. Correa Аlegria Francisco André Uncertainty of ADC random noise estimates obtained with the IEEE 1057 standard test / CORREA ALEGRIA Francisco André; DA CRUZ SERRA Antonio Manuel // IEEE transactions on instrumentation and measurement. – 2005. – № 54(1). – Р. 110 - 116. – doi:10.1109/TIM.2004.840226
  8. Вольфганг Райс Как работают аналогово-цифровые преобразователи и что можно узнать из спецификации на АЦП / Вольфганг Райс // Компоненты и технологии. – 2005. – № 3. – 6 c.
  9. Atmel-8272G-AVR-01/2015 ATmega164A / 164PA / 324A / 324PA / 644A / 644PA /1284 /1284P 8-bit Atmel Microcontroller with 16/32/64/128K Bytes In-System Programmable Flash. Datasheet. Atmel Corporation. Rev.: Atmel-8272G-AVR-Document-Title-or-Devices-Filename-Datasheet_01. – 2015. – 659 р.
  10. Браннон, Б. Апертурная неопределенность и рабочие характеристики АЦП Электроника НТБ / Б. Браннон, А. Барлоу – 2006. – №4. [Режим доступа] http://www.electronics.ru/journal/2006/4.
  11. ПМ Х 33.1405-2005 Методический документ по метрологии. Рекомендация. «Оценивание неопределенности при проведении метрологических работ» // Харьковский национальный университет радиоэлектроники (ХНУРЭ). –Харьков. – 2008. – 48 с.
  12. РМГ 43-2001 Рекомендации по межгосударственной стандартизации. Применение «Руководства по выражению неопределенности измерений» // Межгосударственный совет по стандартизации, метрологии и сертификации. – Минск. – 20 с.




DOI: https://doi.org/10.20998/2413-4295.2016.12.19

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.