Особенности имитационного моделирования измерительных схем емкостных датчиков

Основным универсальным и эффективным методом научного познания различных технических систем и объектов является выполнение имитационного моделирования в специальном программном обеспечении, например, SimInTech (Simulation In Technic), которое представляет собой уникальный программный комплекс, реализующий возможность объединения в режиме реального времени расчетных проектов и схем с различными математическими, физическими, электрическими, гидравлическими и другими процессами. Эта особенность среды SimInTech позволяет выполнить моделирование измерительных схем на основе оригинального метода определения параметров емкостных датчиков, который заключается в двухэтапном алгоритме измерений в установившемся и переходном режимах исследуемой цепи. На примере указанной измерительной схемы показаны особенности построения ее модели с применением встроенного языка программирования, разработкой пользовательских блоков емкостного датчика, операционного усилителя, устройства выборки и хранения, а также выполнено исследование случайной составляющей относительной погрешности измерений параметров датчика при изменении точности взятия отсчетов напряжения и подтверждена возможность выполнения измерений с погрешностью, не превышающей 0,5 %. Материалы статьи представляют практическую ценность для специалистов в области контрольно-измерительной техники, поскольку применение среды динамического моделирования SimInTech для построения моделей измерительных схем позволит упростить выполнение теоретических исследований в области многоэлементных цепей и объектов, представляемых ими.

1. Акопов А.С. Имитационное моделирование: учебник и практикум для академического бакалавриата. Москва: Юрайт; 2019. 389 с.

2. Воротников И.Н., Мастепаненко М.А., Габриелян Ш.Ж., Мишуков С.В. Оценка влагосодержания в диэлектриках с использованием четырехэлементной модели емкостных датчиков. Электротехника. 2020;7:17–20.

3. Воротников И.Н., Мастепаненко М.А., Габриелян Ш.Ж., Мишуков С.В. Многозадачная измерительная система для определения влажности и примесей продуктов. Сельский механизатор. 2019;11:21–23.

4. Колдов А.С. Оценка погрешностей совокупных измерений параметров многоэлементных электрических цепей. Труды Международного симпозиума Надежность и качество. 2018;(2):71–74.

5. Сарваров Л.В., Сафаров М.Р. К вопросу экспериментального определения схем замещения емкостного датчика. Информационно-измерительная техника: Межвуз. сб. научных тр. 2002;26:130–134.

6. Хабаров С.П., Шилкина М.Л. Основы моделирования технических систем. Среда SimInTech: учебное пособие. Санкт-Петербург: Лань; 2019. 120 с.

7. Воротников И.Н., Мастепаненко М.А., Габриелян Ш.Ж., Мишуков С.В. Совершенствование способа определения влажности и примесей продуктов. Сельский механизатор. 2019;4:38–39.

8. Князьков А.В., Колдов А.С., Родионова Н.В., Светлов А.В. Совокупные измерения параметров многоэлементных электрических цепей. Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2018;3 (25):69–78.

9. Воротников И.Н., Мастепаненко М.А., Габриелян Ш.Ж., Мишуков С.В. Моделирование измерительных схем емкостных датчиков в среде SimInTech. Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2021;3(37):48–53.

10. Колдов А.С., Родионова Н.В., Светлов А.В. Оценивание случайных погрешностей измерительных преобразователей. Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2018;4 (26):76–84.