Луценко В. Ю. Створення та дослідження комутаційних перетворювачів сигналів термопар

Об'єкт дослідження: процеси вимірювання малих значень електричних сигналів термоелектричних перетворювачів комутаційним методом, який забезпечує підвищення чутливості при одночасному зростанні дії впливових факторів. Мета дослідження: підвищення чутливості, швидкодії та точності вимірювання і контролю температури в тризонних ростових печах за рахунок використання комутаційного перетворення термо-ЕРС. Методи дослідження та апаратура: методи розрахунку та аналізу електричних та магнітних кіл, методи вимірювання електричних величин, методи теорії вірогідності і математичної статистики, методи теорії метрології та комп'ютерного моделювання, методи схемотехніки та програмування мікропроцесорних пристроїв. Теоретичні та практичні результати: на основі розроблених та вдосконалених методів вимірювання термо-ЕРС термопар запропоновано методи побудови комутаційних перетворювачів термо-ЕРС та систем вимірювання та контролю температури в ростових печах. Новизна: обґрунтовано та розвинуто метод комутаційного перетворення термо-ЕРС та метод вимірювання термо-ЕРС в режимі протікання зовнішнього струму через спаї термопари, які в сукупності дозволяють отримати коефіцієнт перетворення значення термо-ЕРС у амплітуду вихідного імпульсу близько 103, що зумовлює підвищення чутливості вимірювань у стільки ж разів, та виключити вплив виділення теплоти Джоуля-Ленца на формування тестових впливів на основі теплоти Пельтьє; розроблено метод компенсації комутаційного шуму, який базується на компенсації магнітних потоків створених комутаційними завадами, які виникають в результаті роботи польових ключів в осерді трансформатора, що дозволяє підвищити завадостійкість та понизити поріг чутливості вимірювань; вперше отримано математичні вирази, що пов'язують параметри вихідного сигналу з параметрами комутаційного перетворювача; формули для розрахунку значення чутливості комутаційного перетворювача, та визначено оптимальний режим його роботи, який характеризується максимальним значенням коефіцієнту перетворення; вперше розроблено уточнені математичні моделі для визначення мультиплікативних та адитивних складових похибки вимірювального каналу термо-ЕРС, що дозволило визначити ступінь впливу похибок параметрів комутаційного перетворювача на результуюче значення похибки та встановити фізичну природу формування відношення сигнал/шум в процесі комутації. Ступінь впровадження: науково-впроваджувальний центр "Елент А" (м. Дніпропетровськ), лабораторія НОПЧ Запорізької державної інженерної академії (м. Запоріжжя). Сфера використання: системи вимірювання та контролю температури в тризонних ростових печах