кандидатская

включат в себя 2 байта информации), и адаптрован под протокол RS-232. Цена деления наименьшего разряда кода соответствует — 200 мкТл.

Характеристики погрешностей ИИС

Характеристики погрешности ИИС оценивались в специализированной метрологической лаборатории, по эталонным точкам. Результаты эмпирических исследований приведены в таблице 4.1.

Таблица 4.1. Оценка абсолютной погрешности ИИС

Контрольные	0	25	50	75	100	125	150	175	200
точки, мкТл
Показания	0.13	25.09	49.79	74.84	100.24	125.07	150.16	174.92	199.97
ИИС, мкТл
As, мкТл	0.13	0.09	0.21	0.15	0.22	0.07	0.16	0.08	0.03

	;, A^l + As2 + ДУЗ + As4 + As5 + As6 + As7 + As8 + As9 n							лп^	„
	A -						= 0.126 мкТл.
				9
Таким образом, значение систематической составляющей погрешности
определено как As=±0.126 мкТл.
Следовательно, Ах =±0.126 мкТл, где Ахабсолютная								погрешность
измерений.
Далее из соотношения c=As/s,
где а - значение относительной погрешности
вычислим	относительную		погрешность		измерений ИИС и			определим ее
среднее значение.
			Таблица 4.2. Оценка относительной погрешности ИИС
Контрольные	0	25	50	75	100	125	150	175	200
точки, мкТл
Показания	0.13	25.09	49.79	74.84	100.24	125.07	150.16	174.92	199.97
ИИС, мкТл
а,%	-	0.50%	0.25%	0.17%	0.13%	0.1%	0.08%	0.07%	0.06%

111

,_ crl + 0-2 + аЗ + <т4 + cr5 + аб + <т1 + <т8 _
а =	0.17%.

Среднее квадратическое отклонение (средняя квадратическая погрешность) устанавливается в соответствии с выражением (4.3).

	-^\2
S =	(4.3)
	П
где S- среднее квадратическое	отклонение; N-общее число измерений;

S; — результат одного единичного измерения; s- среднее арифметическое значение измеряемой величины из п единичных результатов.

Результаты эмпирических исследований по определению среднего

квадратического отклонения представлены в таблице 4.3.

Таблица 4.3. Оценка среднего квадратического отклонения

№ замера	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Эталонное
значение	50	50	50	50	50	50	50	50	50
МП, мкТл
Результат
единичного	50.11	50.12	49.91	50.12	50.12	49.95	50.10	50.11	50.11
измерения

Следовательно, средняя квадратическая погрешность определяется как:

_ I0.0382 +0.048* +(-0.162/ +0.048? +0.0482 +(-0.122/ +0.028? +0.0382 +0.0382 _ „

о ==J =0.08 мкТл

Размах результатов измерений Rn определяется как:

где хт а х и хт,п - наибольшее и наименьшее значения физической величины в данном ряду измерений соответственной составляет:

Rn=50.12 мкТл - 49.91 мкТл = 0.21 мкТл.

112

Имея разработанную ИИС регистрации параметров геомагнитных возмущений, рассчитав ее основные метрологические характеристики, а так же сформулировав необходимые методики и алгоритмы регистрации параметров геомагнитных возмущений в автоматизированном режиме, реализуем ряд практических экспериментов связанных с оценкой и регистрацией параметров геомагнитных возмущений.

4.3 Постановка и проведение эксперимента по регистрации

геомагнитных возмущений

Таким образом, на данном этапе исследования, для получения данных эмпирических исследований, необходимо разработать методику проведения эксперимента.

Цель эксперимента:

Целью эксперимента является регистрация параметров ГМВ, главным образом параметра интегральной оценки ГМВ - «^М» в течении некоторого заданного промежутка времени, а так же анализ полученных экспериментальных данных, с целью выявления неблагоприятной локальной магнитной обстановки, в соответствии с требованиями нормативных документов.

Используемое оборудование:

В качестве лабораторного оборудования при проведении эксперимента, будут задействованы ПЭВМ, осциллограф GOS-6112 и экспериментальный образец впервые предложенной ИИС регистрации геомагнитных возмущений (рисунок 4.4) «РПГВ-1».

113

Условия проведения эксперимента

Условия, существующие на начало эксперимента представим в виде таблицы 4.1.

		Таблица 4.4. Условия проведения эксперимента
Теоретически-заданные		Условия прохождения эксперимента
характеристики
Пределы		Дата
измерений
Разрешение		Условия (	лаб.,
		город., кв., естеств.
		условия.)
Напряжение		Т,°С
питания
Разрешение АЦП		Ратм.,
Интерфейс		т,Гц
интерфейсное ПО		Прогноз К-индекса
Период		Расположение
исследования		(обозначить
(Обозначить		видимые источники
		магнитного
планируемое
		излучения)
время проведения
экспиремента,
часы)
Приминание:
Методические	указания к проведению эксперимента по регистрации
геомагнитных	возмущений

116

1)Визуально убедиться в отсутствии физических повреждений системы наблюдения, регистрации, и оценки параметров внешнего магнитного поля, а также в корректности подключения соединительных проводов шин и кабелей.

2)Перевести переключатели SW4, SW5, SW6 из положения «OFF» в положение «ON».

3)Активизировать блок преобразования и распределения электрической энергии, подав на вход напряжение номиналом +5В. Переключить DIPпереключатель «S1» из положения «OFF» в положение «ON», после чего убедиться в корректной работе соответствующих светодиодных индикаторов.

4)Убедиться в специальной световой индикации, реализованной на семисегментном индикаторе, что свидетельствует о инициализации микроконтроллера, и готовности устройства к работе.

5)Произвести с помощью осциллографа контроль сигала, на специально организованных контрольных точках (КТ1, КТ2, КТЗ, КТ4, КТ5, КТ6, КТ7, КТ8, КТ9, J7, J8, J9. Точки обозначены непосредственно на печатной плате, а так же указаны на схеме электрической принципиальной (Приложение 3)). Характер сигнала в указанных точках должен соответствовать сигналам теоретически рассчитанным,

как показано на рисунке 3.8, рисунке 3.9, рисунке 3.10 и в

пункте (7) настоящей методики.

6)Установить перемычки J7, J8, J9 на обозначенные соответствующим образом посадочные места.

7)Активизировать специально-разработанное программное обеспечения для ЭВМ (Pentium 200 МГц и выше, ОЗУ 64 Мбайта и выше, COM/USB-разъем, клавиатура, мышь, ОС Windows 9х/2000/ХР sp2). Убедиться в корректной загрузке ПО и готовности его к работе.

117

8)Кликнуть кнопку «Начать регистрацию параметров МП в реальном времени», убедиться в адекватном отображении результатов замера в области построения графической зависимости.

9)С помощью специально организованной системы калибровки по трем ортогональным осям координат произвести калибровку системы в целом, опираясь на следующие показатели и рекомендации:

Все калибровочные цепи для осей координат, вдоль которых производится калибровка - идентичны между собой. Общий вид одной из цепей приведен на рисунке 4.6:

•RoGuxx^Rlx+I^x+IGx;

•RO6IIIY=R1 Y+ R2Y+R3 Y ;

•RO 6 U I Z =R1Z+R2Z+R3Z ;

•Rlvar=50 KOM, R2v a r =5 КОм, R3v a r =0.5 КОм;

Uпитания ' J D ,

Калибровка производится из расчета: +50мА тока через компенсирующую подмагничивающую катушку соответствует наведению компенсирующего магнитно поля номиналом ЮОмкТл [70]. Причем, необходимо отметить, что вывод «А» указанной цепочки подключен к тумблеру «S3», манипулируя которым имеем возможность изменять направление протекания электрического калибровочного тока.

Rl	R2	R3
Z1	У*	У* X o f f "
	>
	1калибр.

Рисунок 4.6. - Калибровочная R-цепь

10) Перезапустить систему, и повторить пункты (3), (4), (7) данной методики.

118

11)По истечению времени эксперимента на интерфейсной панели программного обеспечения нажать кнопку «СТОП», убедиться в остановки регистрации параметров внешнего магнитного поля.

12)По завершению регистрации параметров МП, на интерфейсной панели программного обеспечения, нажать кнопку «произвести анализ и оценку», убедиться в выводе результата в соответствующей области.

13)Данные, полученные в ходе выполнения настоящего эксперимента занести в таблицу 4.5.

Таблица 4.5. Результаты эксперимента

№ замера

дата

t, мин.

В мкТл Bmin, мкТл Вт а х , мкТл У^т-индекс

0

1

2

3

4

5 i

Замечания:

14) Сформулировать выводы на основании графических зависимостей синтезируемых ПО, и данных занесенных в таблицу 4.5.

Примечание: В ходе выполнения эксперимента, возможны некоторые отклонения от порядка действий установленных данной методикой. При возникновении данной ситуации, действия предпринятые в не рамках указанных вышеизложенных предписаний должны быть детально описаны, и занесены в протокол проведения эксперимента надлежащим образом.

119

4.4 Анализ результатов экспериментальных данных

Следуя порядку действий, изложенному в выше описанных методических рекомендациях к проведению эксперимента по регистрации параметров геомагнитных возмущений, составим нижеприведенные таблицы по данным полученным в результате экспериментов.

Теоретически-заданные		Условия прохождения эксперимента
характеристики
Пределы	-200мкТл..+200мкТл	Аата		17.03.2009
измерений
Разрешение	0.25 мкТл	Условия(	лаб.,	лаборатория
		город.,	кв.,
		естественнь/е
		УСЛОВИЯ, И.Т.А.)
Напряжение	+5В, +220В	Т,°С		294°К
питания
Разрешение АЦП	10 бит	Ратм.,		767 м м . рт. ст.
Интерфейс	RS-232	f,l~u		50
интерфейсное ПО	используется	Прогноз	К-инлекса	3
Период		Расположение		ПЭВМ (ноутбук),
исследования	18 часов	(обозначить		о с ц и л о г а ф GOS-
		Таблица 4.6. Условия эксперимента №1

(Обозначить	вилимые	6112
	источники
планируемое
	магнитного поля)
время проведения
экспиремента,
часы)

Примичание: Временная характеристика изменения вектора магнитной индукции приведена на рис. 4.7 А.

120