Научная статья на тему 'МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ'

МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

CC BY
23
4
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ОКСИДНОЕ ПОКРЫТИЕ / ИЗМЕРЕНИЕ / ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ / ОПЕРАЦИОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ / ПОГРЕШНОСТЬ / ТОК / НАПРЯЖЕНИЕ

Аннотация научной статьи по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям, автор научной работы — Печерская Екатерина Анатольевна, Волик Артем Вячеславович, Зинченко Тимур Олегович, Камардин Игорь Николаевич, Артамонов Дмитрий Владимирович

Актуальность и цели . Работа посвящена проблеме повышения точности автоматизированных средств измерений электрических параметров оксидных покрытий. В измерительных приборах для выполнения линейных математических операций над аналоговыми сигналами применяют интегрирующие схемы на основе операционного усилителя, являющегося универсальным усилительным устройством. Недостаток интегрирующей схемы заключается в использовании операционного усилителя, при применении которого необходимо учитывать множество параметров и факторов, способных повлиять на выходной сигнал, а значит, и на точность измеряемой величины. Материалы и методы . Представлены методы косвенного измерения напряжения и тока на исследуемом образце с оксидным покрытием с помощью предложенных структур измерительных каналов. Показано, что существенное влияние на аддитивные и мультипликативные погрешности результатов измерений оказывают параметры операционных усилителей, для анализа которых рассмотрена линейная модель операционного усилителя. Результаты. На основе метрологического анализа канала измерения напряжения на исследуемом образце получены формулы для оценивания аддитивной, мультипликативной и нелинейной составляющих погрешностей. Детально проанализирован вклад мультипликативных и аддитивных параметров операционного усилителя в ошибку результатов измерений. Выводы. Выполнен метрологический анализ эквивалентной схемы операционного усилителя с обратной связью, который может быть использован для оценивания аддитивных и мультипликативных погрешностей схем на основе операционных усилителей, широко применяемых в приборах и измерительных системах. Показано, что полная относительная погрешность разработанных каналов измерения тока и напряжения не превышает 0,5 %, что позволяет проводить измерения указанных величин исследуемых оксидных покрытий с гарантированной точностью.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Печерская Екатерина Анатольевна, Волик Артем Вячеславович, Зинченко Тимур Олегович, Камардин Игорь Николаевич, Артамонов Дмитрий Владимирович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

THE METROLOGICAL ASPECTS OF CONVERTERS BASED ON OPERATIONAL AMPLIFIERS USED TO MEASURE THE ELECTRICAL PARAMETERS OF OXIDE COATINGS

Background. The study is devoted to the issue of improving the accuracy of automated measuring instruments for the electrical parameters of oxide coatings. In measuring instruments, integrating circuits based on an operational amplifier, which is a universal amplifying device, are used to perform linear mathematical operations on analog signals. The disadvantage of the integrating circuit is the use of an operational amplifier, when using which it is necessary to take into account many parameters and factors that can affect the output signal, and hence the accuracy of the measured value. Materials and methods. Methods of indirect measurement of voltage and current on the studied sample with an oxide coating using the proposed structures of measuring channels are presented. It is shown that the parameters of operational amplifiers have a significant influence on the additive and multiplicative errors of measurement results, for the analysis of which a linear model of an operational amplifier is considered. Results. Based on the metrological analysis of the voltage measurement channel on the test sample, formulas for estimating additive, multiplicative and nonlinear error components are obtained. The contribution of multiplicative and additive parameters of the operational amplifier to the error of measurement results is analyzed in detail. Conclusions. Metrological analysis of the equivalent circuit of an operational amplifier with feedback has been performed, which can be used to estimate additive and multiplicative errors of circuits based on operational amplifiers widely used in instruments and measuring systems. It is shown that the total relative error of the developed channels for measuring current and voltage does not exceed 0.5%, which makes it possible to measure these values of the studied oxide coatings with guaranteed accuracy.

Текст научной работы на тему «МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ОКСИДНЫХ ПОКРЫТИЙ»

УДК 53.082.72

doi: 10.21685/2072-3059-2023-1-10

Метрологические аспекты преобразователей на основе операционных усилителей, применяемых для измерения электрических параметров оксидных покрытий

Е. А. Печерская1, А. В. Волик2, Т. О. Зинченко3, И. Н. Камардин4, Д. В. Артамонов5, С. А. Гурин6

1,2'3Д5'6Пензенский государственный университет, Пенза, Россия ^еа^^.га, 2minor401@gmail.com, 3scar0243@gmail.com, 4iit@pnzgu.ru, МтйгаПатоп@уаМех.т

Аннотация. Актуальность и цели. Работа посвящена проблеме повышения точности автоматизированных средств измерений электрических параметров оксидных покрытий. В измерительных приборах для выполнения линейных математических операций над аналоговыми сигналами применяют интегрирующие схемы на основе операционного усилителя, являющегося универсальным усилительным устройством. Недостаток интегрирующей схемы заключается в использовании операционного усилителя, при применении которого необходимо учитывать множество параметров и факторов, способных повлиять на выходной сигнал, а значит, и на точность измеряемой величины. Материалы и методы. Представлены методы косвенного измерения напряжения и тока на исследуемом образце с оксидным покрытием с помощью предложенных структур измерительных каналов. Показано, что существенное влияние на аддитивные и мультипликативные погрешности результатов измерений оказывают параметры операционных усилителей, для анализа которых рассмотрена линейная модель операционного усилителя. Результаты. На основе метрологического анализа канала измерения напряжения на исследуемом образце получены формулы для оценивания аддитивной, мультипликативной и нелинейной составляющих погрешностей. Детально проанализирован вклад мультипликативных и аддитивных параметров операционного усилителя в ошибку результатов измерений. Выводы. Выполнен метрологический анализ эквивалентной схемы операционного усилителя с обратной связью, который может быть использован для оценивания аддитивных и мультипликативных погрешностей схем на основе операционных усилителей, широко применяемых в приборах и измерительных системах. Показано, что полная относительная погрешность разработанных каналов измерения тока и напряжения не превышает 0,5 %, что позволяет проводить измерения указанных величин исследуемых оксидных покрытий с гарантированной точностью.

Ключевые слова: оксидное покрытие, измерение, электрические параметры, операционный усилитель, погрешность, ток, напряжение

Финансирование: работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант РНФ 23-29-00343).

Для цитирования: Печерская Е. А., Волик А. В., Зинченко Т. О., Камардин И. Н., Артамонов Д. В., Гурин С. А. Метрологические аспекты преобразователей на основе операционных усилителей, применяемых для измерения электрических параметров оксидных покрытий // Известия высших учебных заведений. Поволжский регион. Технические науки. 2023. № 1. С. 126-137. doi: 10.21685/2072-3059-2023-1-10

© Печерская Е. А., Волик А. В., Зинченко Т. О., Камардин И. Н., Артамонов Д. В., Гурин С. А., 2023. Контент доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 License / This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.

The metrological aspects of converters based on operational amplifiers used to measure the electrical parameters of oxide coatings

E.A. Pecherskaya1, A.V. Volik2, T.O. Zinchenko3, I.N. Kamardin4, D.V. Artamonov5, S.A. Gurin6

u,3A5,6penza state University, Penza, Russia 1peal@list.ru, 2minor401@gmail.com, 3scar0243@gmail.com, 4iit@pnzgu.ru, 5dmitrartamon@yandex.ru

Abstract. Background. The study is devoted to the issue of improving the accuracy of automated measuring instruments for the electrical parameters of oxide coatings. In measuring instruments, integrating circuits based on an operational amplifier, which is a universal amplifying device, are used to perform linear mathematical operations on analog signals. The disadvantage of the integrating circuit is the use of an operational amplifier, when using which it is necessary to take into account many parameters and factors that can affect the output signal, and hence the accuracy of the measured value. Materials and methods. Methods of indirect measurement of voltage and current on the studied sample with an oxide coating using the proposed structures of measuring channels are presented. It is shown that the parameters of operational amplifiers have a significant influence on the additive and multiplicative errors of measurement results, for the analysis of which a linear model of an operational amplifier is considered. Results. Based on the metrological analysis of the voltage measurement channel on the test sample, formulas for estimating additive, multiplicative and nonlinear error components are obtained. The contribution of multiplicative and additive parameters of the operational amplifier to the error of measurement results is analyzed in detail. Conclusions. Metrological analysis of the equivalent circuit of an operational amplifier with feedback has been performed, which can be used to estimate additive and multiplicative errors of circuits based on operational amplifiers widely used in instruments and measuring systems. It is shown that the total relative error of the developed channels for measuring current and voltage does not exceed 0.5%, which makes it possible to measure these values of the studied oxide coatings with guaranteed accuracy.

Keywords: oxide coating, measurement, electrical parameters, operational amplifier, error, current, voltage

Financing: the research was financed by the RSF (RSF grant No. 23-29-00343).

For citation: Pecherskaya E.A., Volik A.V., Zinchenko T.O., Kamardin I.N., Artamonov D.V., Gurin S.A. The metrological aspects of converters based on operational amplifiers used to measure the electrical parameters of oxide coatings. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedeniy. Povolzhskiy region. Tekhnicheskie nauki = University proceedings. Volga region. Engineering sciences. 2023;(1):126-137. (In Russ.). doi: 10.21685/2072-3059-2023-1-10

Введение

Операционные усилители представляет собой электрические устройства, которые осуществляют нелинейное преобразование аналоговых сигналов. Известным способам анализа нелинейных объектов присуща высокая трудоемкость и они имеют ряд ограничений. Это указывает на целесообразность допущения линейной модели, поскольку параметры операционного усилителя фигурируют в операционном уравнении в виде причин погрешностей, в процессе аппроксимации линейной модели проявляется погрешность второго порядка [1]. В статьях [2, 3] показаны способы улучшения аналоговых схем интегрирования, но подобные решения не способны повлиять на физические процессы, протекающие в операционном усилителе.

Схемы с использованием операционных усилителей широко применяют в измерительной технике. Например, в работах [4-6] представлены методы и средства измерений параметров прозрачных проводящих оксидных покрытий, полученных методом спрей-пиролиза. В работе [7] представлен анализ разнородных факторов, влияющих на параметры качества прозрачных проводящих оксидов. В частности, одна из важнейших характеристик прозрачных проводящих оксидов - импеданс покрытия, для определения которого применимы косвенные методы измерений, основанные на измерении электрического напряжения и тока [8-10]. С целью повышения точности и быстродействия измерительных процедур авторами работы предложена информационно-измерительная система, в состав которой входят каналы измерений тока и напряжения соответственно.

1. Метрологический анализ каналов измерения электрического напряжения и токов на исследуемом образце c оксидным покрытием

В качестве примера на рис. 1 представлена структурная схема каналов измерения тока 1х и напряжения и на исследуемом образце с оксидным покрытием. В состав указанной схемы входят суммирующие усилители на основе операционных усилителей.

Рис. 1. Структурная схема каналов измерения тока 1Х и напряжения их на исследуемом образце с оксидным покрытием (АЦП - аналого-цифровой преобразователь)

Метрологическая модель канала измерения электрического напряжения их (рис. 2) учитывает инструментальные погрешности и погрешности согласования компонентов, входящих в его состав.

Суммарную аддитивную погрешность и погрешности квантования,

приведенные ко входу измерительного канала (Д^), можно оценить по следующей формуле:

ди=

г ДигеГ^г Л

(

&

+(Д&ОУ1) +

дАЦП

Л2 +' дАЦП л2

&1

(1)

Эквивалентная мультипликативная погрешность измерительного канала определяется следующим образом:

'-'мул

= ^(5&1 • 4)2 +(6&2 • Аг)2 + ( • Аз)2 +(5ацп • а3)2 , (2)

где А1, А2, Аз - весовые коэффициенты, для расчета которых используют соответственно следующие выражения:

А, , (3)

А2 =, (4)

Аз = ( - ) . (5)

51

Рис. 2. Метрологическая модель канала измерения напряжения их на образце с синтезированным оксидным покрытием: 51, 52 - чувствительности суммирующего усилителя на основе операционного усилителя; 55,, 552 - мультипликативные погрешности, Да5ОУ1, Аиге/ - аддитивные погрешности суммирующего усилителя; 5С1 - погрешность согласования суммирующего усилителя и аналого-цифрового преобразователя, выраженная в относительных единицах; ^ацп - номинальная ступень квантования АЦП; 5ацп - относительная погрешность ступени квантования АЦП; ДаАЦП, ДнелАЦП, ДквАЦП - погрешности АЦП: аддитивная, нелинейная, квантования соответственно

Приведенная ко входу измерительного канала напряжения погрешность нелинейности измерительного канала определяется только погрешностью нелинейности АЦП, в случае приведения ко входу измерительного канала она имеет следующий вид:

дАЦП

А^ел = (6)

Аналогичным образом выполняется метрологический анализ канала измерения электрического тока на исследуемом образце оксидного покрытия. В свою очередь результаты измерений напряжения и тока служат для косвенного определения импеданса оксидного покрытия.

2. Модель операционного усилителя

Линейная модель операционного усилителя представлена на рис. 3.

Приведенная схема на рис. 3 эквивалентна математической модели, описываемой системой трех уравнений:

и = Е +

и,

синф ивых + ^вых^ых

' ^ош +

X А

исинф ивых + ^вых гвых

■синф А( ■д 11 ■синф )

: + = т + + исинф ивых + ■вых гвых ош

■синф

(7)

(8)

(9)

где ■д || ■синф - параллельное соединение двух резисторов; Еош, /ош, /ош -аддитивные параметры; Яд, ■синф , ■синф , ■вых - мультипликативные параметры; А, —— коэффициенты передачи. X

Ин вертиру ющи й Вход

Выход

Неинвертирую щий Вход

Рис. 3. Линейная модель операционного усилителя

Линейные параметры операционного усилителя подразделяются на два вида: аддитивные и мультипликативные. В свою очередь параметры, которым присущ аддитивный характер, обусловлены случайными флуктуациями, которые приводят к возникновению аддитивных погрешностей (не зависящих от уровня измерительного сигнала), в схемах, содержащих операционный усилитель. Аналогично, мультипликативные параметры обусловливают мультипликативные погрешности операционных усилителей, которые пропорционально зависят от измерительного сигнала. Мультипликативные параметры определяют передаточные свойства усилителей.

Ниже рассмотрены аддитивные параметры операционных усилителей, которые проявляются в виде их аддитивных погрешностей:

- входное напряжение ошибки Еош представляет собой дифференциальное значение напряжения на входе при отсутствии синфазного входного

напряжения, что соответствует нулевому выходному напряжению без нагрузки;

- входной ток ошибки /ош, /+ш - значение электрического тока на инвертирующем либо не инвертирующем входе, при котором в отсутствие синфазного входного напряжения имеет место нулевое выходное напряжение при отсутствии нагрузки;

- входной сдвиг состоит из следующих составляющих: Есдв - напряжения сдвига на входе (оно представляет собой постоянную составляющую напряжения ошибки Еош) и входных токов смещения /см, 7+ (они являются постоянными составляющими токов ошибки).

Следует отметить, что нестабильность входного сдвига (также ее называют входным дрейфом) способна оказать существенное негативное воздействие с метрологической точки зрения на измерительные схемы, содержащие операционные усилители. Под «дрейфом» понимается приращение входного сдвига, деленное на приращение параметра, который его вызвал. Выделяют три типа дрейфа: температурный Д£одв / ДТ, по напряжению питанию

ДЕсдв / Дипит , временной ДЕсдв / Дt.

Стоит отметить, что нелинейность зависимостей /см (Т) и /сдв (Т)

больше, поэтому учет этих погрешностей сложнее. В спецификациях на операционные усилители указываются лишь гарантированные максимальные значения токов /см (Т) и /сда (Т) при комнатной температуре [11].

Флуктуации напряжения питания, определяемые через средний дрейф входного напряжения ДЕсдв / Дипит, дрейф входного тока сдвига

Д7сдв / Дипит и дрейф входного тока смещения Д/см / Дипит, являются еще

одной причиной изменения входного сдвига.

Под величиной Дипит подразумевается наличие изменения либо

ип-ит, либо и+т. Если обоим питающим напряжениям присуще одновременно одинаковое изменение (в одну и ту же сторону или в противоположные стороны), то в этом случае нет возможности достоверно оценить процессы, имевшие место в операционном усилителе. В частном случае, когда наблюдается одновременное возрастание обоих питающих напряжений, это приводит к увеличению рабочих напряжений и токов операционного усилителя, в результате чего наблюдается возрастание температуры [12].

По причине старения может возникнуть самопроизвольно временное изменение входного дрейфа. Сдвиг во времени не носит кумулятивный характер, т.е., значения, присущие конкретному интервалу времени, не распространяются линейно на другие интервалы времени.

Собственные шумы операционного усилителя обусловлены наличием входных напряжений шумов Еш (так называемая шумовая составляющая

погрешности напряжения) и входных токов шумов 7ш , (формируют шумовые составляющие погрешностей токов). Принимая во внимание, что шумам присуще статистическое проявление, обычно указывается одно обозначение 7ш , которое подразумевает либо 7ш, либо .

Природа проявления шумовых напряжений и токов, как правило, не взаимосвязана, но в ряде случаев могут иметь место коррелирующие факторы. Параметры, характеризующие подобные факторы, описываются либо интегральной функцией распределения шумов, либо спектральной плотностью шумов [11]. Кроме наличия собственных шумом, операционным усилителям присущи интерференционные шумы, которые связаны с проявлением совокупности внешних факторов: индуктивная или емкостная наводки со стороны питающих шин; поверхностные утечки на печатной плате; наличие шумов и пульсаций питающего напряжения; токи в заземляющих контурах. Следует отметить, что помеховые шумы присущи в целом операционной схеме, которая расположена в конкретной внешней среде, являющейся источником помехи.

Описанные выше параметры позволяют соединить в единое целое каноническое операционное уравнение, являющееся математической моделью операционного усилителя. Для этой цели на рис. 4 показана эквивалентная операционная схема, позволяющая вывести каноническую форму операционного уравнения.

На рис. 4 переменными , ZвЬIX , ^(+1нф , £синф , , 2г обозначены полные сопротивления схемы.

Рис. 4. Эквивалентная схема операционного усилителя с обратной связью

Генератор выходного напряжения операционного усилителя рассмотрен в виде независимого источника электрического напряжения евых, который состоит из входного источника и входного генератора исинф / X . Такая

Выход операционной схемы

интерпретация позволяет получить выражение для значения эквивалентного напряжения на выходе £/вых , учитывающего наличие пяти генераторов токов

и напряжений: иВх, евых' Eоm, ^ 7+ш:

ивых = аивх + Ъевых + с/ош + <п + /Еош, (10)

где а - коэффициент, описывающий влияние только напряжения на входе ивх при неактивных генераторах тока /ош, /+ш, а также при рассмотрении короткого замыкания на генераторах напряжения евых, Еош и т.д.

Влияние в совокупности указанных пяти генераторов на значение внутреннего напряжения на входе вд описывается согласно следующему выражению:

ед = аивх + ревых + У^ош + 5/о+т + ФЕош, (11)

где в - коэффициент, равный отношению ед / евых, когда нулевые сигналы

выдают все остальные генераторы, что соответствует коэффициенту обратной связи.

Реально генератор выходного напряжения не является независимым. Это приводит к наличию следующей взаимосвязи между внутренним входным напряжением вд и внутренним выходным напряжением ввых :

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

евых = -Аед. (12)

Формула (12) характеризует замкнутое состояние контура. Уравнения (10)-(12) имеют одно нетривиальное решение. В процессе решения уравнений (11) и (12) получаем:

"ош

(13)

ввых

= [-А / (1 + рА)]| аивх + У^ош + ^ш + ФЕо где РА - петлевое усиление. Подставляя выражения (13) в (10), получим

ивых = [а -«ЪА / (1 + рА)] ивх + [с - УЪА / (1 + рА)] ^ш +

+^-ЗЪА / (1+ РА)] /о+ш + [/ -фЪА / (1+ РА)] Еош. (14)

Формула (14) представляет собой операционное уравнение. Оно учитывает косвенно параметры генератора сигнала Zг и нагрузки Zн и мультипликативные параметры операционного усилителя. В то же время операционное уравнение в явной форме содержит следующие параметры: А - коэффициент усилителя; ивх - значение внутреннего напряжения источника сигнала; /ош, /ош, Еош - значения соответствующих погрешностей.

Три последних слагаемых операционного уравнения описывают влияние фонового шума, который проявляется в виде аддитивной погрешности операционного усилителя, т.е. не зависит от значения входного измерительного сигнала [2].

Двунаправленность передаточных свойств пассивной цепи обратной связи отображена в правой части уравнения (14) в виде первой составляющей аивх, что обусловлено прохождением измерительного сигнала непосредственно с входа на выход через цепь обратной связи минуя операционный усилитель.

Вторая составляющая в уравнении [ -аЬА / (1 + РА)] ивх характеризует

сигнал, который поступил на выход непосредственно через операционный усилитель. Совокупность указанных составляющих образует составляющую сигнала выходного напряжения [а-аЬА/(1+ РА)ивх, которая зависит как

от параметров самого операционного усилителя, так и от компонентов, находящихся в цепи обратной связи. Указанная составляющая содержит источники появления мультипликативных погрешностей, присущих схеме с операционным усилителем [11].

Потери сигнала, возникающие при согласовании схемы операционного усилителя с источником входных сигналов Zг и выходной нагрузкой Zн, описаны в последнем выражении в неявном виде.

Проведенный функциональный и метрологический анализ измерительных преобразователей тока и напряжения с учетом мультипликативных и аддитивных погрешностей операционных усилителей, входящих в состав измерительных каналов, позволил рассчитать статические инструментальные погрешности измерения этих величин. Результаты проведенных экспериментов подтверждают, что полная относительная погрешность разработанных измерительных преобразователей тока и напряжения не превышает 0,5 %, что позволяет проводить измерения указанных величин исследуемых оксидных покрытий с гарантированной точностью.

Заключение

Предложена эквивалентная схема операционного усилителя с обратной связью, поскольку именно такое включение операционного усилителя находит широкое применение в приборостроении при разработке средств измерений электрических величин. На основе метрологического анализа эквивалентной схемы получено основное уравнение операционного усилителя, которое учитывает параметры, влияющие на погрешности преобразователей на основе усилителей.

Представлена структурная схема каналов измерения тока и напряжения на исследуемом образце с оксидным покрытием. В состав разработанной схемы входят суммирующие усилители на основе операционных усилителей.

На примере канала измерения напряжения рассмотрена структурная метрологическая модель, которая учитывает инструментальные погрешности и погрешности согласования компонентов, входящих в его состав. Это позволило вывести формулы для оценивания аддитивных, мультипликативных и нелинейных составляющих погрешностей. Результаты проведенных экспериментов подтверждают, что полная относительная погрешность разработанных измерительных преобразователей тока и напряжения не превышает 0,5 %, что позволяет проводить измерения указанных величин синтезированных оксидных покрытий с гарантированной точностью.

Список литературы

1. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники. 7-е изд. / пер. с англ. Б. Н. Брони-на, А. И. Коротова, М. Н. Микшиса, Л. В. Поспелова, О. А. Соболевой, Ю. В. Че-четкина. М. : Бином, 2015. 345 с.

2. Светлов А. В., Князьков А. В., Паршуков М. Ю., Родионова Н. В. Автоматизированный измеритель параметров изделий из пьезоматериалов // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2017. № 4. C. 168-175.

3. Ашанин В. Н., Коротков А. А. Разработка интегрирующего ХТ-аналого-цифрового преобразователя с коррекцией погрешности от краевых эффектов в цифровой форме // Модели, системы, сети в экономике, технике, природе и обществе. 2017. № 3. C. 139-150.

4. Zinchenko T. O., Pecherskaya E. A., Antipenko V. V., Volik A. V., Varenik Yu. A., Shepeleva A. E. Methodology for the selection of technological modes for the synthesis of transparent conducting oxides with desired properties // Materials Science Forum. Krasnoyarsk, 2022. P. 198-203.

5. Zinchenko T. O., Golubkov P. E., Pecherskaya E. A., Antipenko V. V., Kozlov G. V., Pecherskiy A. V. Development of a quality control system for transparent conductive oxides // 7th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2020). Tomsk, 2020. P. 1309-1313.

6. Zinchenko T., Pecherskaya E., Artamonov D. The properties study of transparent conductive oxides (TCO) of tin dioxide (ATO) doped by antimony obtained by spray py-rolysis // AIMS Materials Science. 2019. Т. 6, № 2. P. 276-287.

7. Зинченко Т. О., Печерская Е. А., Кондрашин В. И., Антипенко В. В., Мельников О. А., Карпанин О. В. Анализ факторов, влияющих на электрофизические свойства прозрачных проводящих покрытий // Измерение. Мониторинг. Управление. Контроль. 2021. № 1. С. 64-72.

8. Golubkov P. E., Pecherskaya E. A., Karpanin O. V., Melnikov O. A., Pecherskiy A. V., Timokhina O. A. An oxide coating impedance measurement during micro-arc oxidation // Journal of Physics: Conference Series. 2021. Vol. 1889 (5). Аг. № 052041.

9. Pecherskaya E. A., Golubkov P. E., Antipenko V. V., Volik A. V., Kozlov G. V., Zin-chenko T. O. Methodology for Choosing a Method and Instruments of Measuring Technological Modes and Parameters of Synthesized Coatings According to Technical and Economic Indicators // International Seminar on Electron Devices Design and Production, SED 2021 - Proceedings. Praga, 2021. P. 9444495.

10. Golubkov P. E., Pecherskaya E. A., Kozlov G. V., Zinchenko T. O., Mel'Nikov O. A., Shepeleva J. V. Application of impedance spectroscopy for research of the micro-arc oxidation process // Proceedings - 2020 7th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects, EFRE 2020. Tomsk, 2020. P. 773-777.

11. Достал И. Операционные усилители : пер. с англ. М. : Мир, 1982. 512 с.

12. Сиберт У. М. Цепи, сигналы, системы. Кн. 1. М. : Мир, 1988. 336 c.

References

1. Khorovits P., Khill U. Iskusstvo skhemotekhniki. 7-e izd. = The art of circuitry. The 7th edition. Translated from English by B.N. Bronina, A.I. Korotova, M.N. Mikshisa, L.V. Pospelova, O.A. Sobolevoy, Yu.V. Chechetkina. Moscow: Binom, 2015:345. (In Russ.)

2. Svetlov A.V., Knyaz'kov A.V., Parshukov M.Yu., Rodionova N.V. Automated measuring device for parameters of products made of piezo materials. Modeli, sistemy, seti v ekonomike, tekhnike, prirode i obshchestve = Models, systems, networks in economics, technology, nature and society. 2017;(4):168-175. (In Russ.)

3. Ashanin V.N., Korotkov A.A. Development of an integrating XT-analog-to-digital converter with error correction from edge effects in digital form. Modeli, sistemy, seti v

ekonomike, tekhnike, prirode i obshchestve = Models, systems, networks in economics, technology, nature and society. 2017;(3):139-150. (In Russ.)

4. Zinchenko T.O., Pecherskaya E.A., Antipenko V.V., Volik A.V., Varenik Yu.A., Shepeleva A.E. Methodology for the selection of technological modes for the synthesis of transparent conducting oxides with desired properties. Materials Science Forum. Krasnoyarsk, 2022:198-203.

5. Zinchenko T.O., Golubkov P.E., Pecherskaya E.A., Antipenko V.V., Kozlov G.V., Pecherskiy A.V. Development of a quality control system for transparent conductive oxides. 7th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects (EFRE 2020). Tomsk, 2020:1309-1313.

6. Zinchenko T., Pecherskaya E., Artamonov D. The properties study of transparent conductive oxides (TCO) of tin dioxide (ATO) doped by antimony obtained by spray py-rolysis. AIMS Materials Science. 2019;6(2):276-287.

7. Zinchenko T.O., Pecherskaya E.A., Kondrashin V.I., Antipenko V.V., Mel'nikov O.A., Karpanin O.V. Analysis of factors affecting the electrophysical properties of transparent conductive coatings. Izmerenie. Monitoring. Upravlenie. Kontrol' = Measurement. Monitoring. Management. Control. 2021;(1):64-72. (In Russ.)

8. Golubkov P.E., Pecherskaya E.A., Karpanin O.V., Melnikov O.A., Pecherskiy A.V., Timokhina O.A. An oxide coating impedance measurement during micro-arc oxidation. Journal of Physics: Conference Series. 2021;1889(052041).

9. Pecherskaya E.A., Golubkov P.E., Antipenko V.V., Volik A.V., Kozlov G.V., Zinchenko T.O. Methodology for Choosing a Method and Instruments of Measuring Technological Modes and Parameters of Synthesized Coatings According to Technical and Economic Indicators. International Seminar on Electron Devices Design and Production, SED 2021 - Proceedings. Praga, 2021:9444495.

10. Golubkov P.E., Pecherskaya E.A., Kozlov G.V., Zinchenko T.O., Mel'Nikov O.A., Shepeleva J.V. Application of impedance spectroscopy for research of the micro-arc oxidation process. Proceedings - 2020 7th International Congress on Energy Fluxes and Radiation Effects, EFRE 2020. Tomsk, 2020:773-777.

11. Dostal I. Operatsionnye usiliteli: per. s angl. = Operational amplifiers: translated from English. Moscow: Mir, 1982:512. (In Russ.)

12. Sibert U.M. Tsepi, signaly, sistemy. Kn. 1 = Chains, signals, systems. Book 1. Moscow: Mir, 1988:336. (In Russ.)

Информация об авторах / Information about the authors

Екатерина Анатольевна Печерская Ekaterina A. Pecherskaya

доктор технических наук, доцент, Doctor of engineering sciences, associate

заведующий кафедрой информационно- professor, head of the sub-department

измерительной техники и метрологии, of information and measuring technology

Пензенский государственный and metrology, Penza State University

университет (Россия, (40 Krasnaya street, Penza, Russia) г. Пенза, ул. Красная, 40)

E-mail: pea1@list.ru

Артем Вячеславович Волик Artem V. Volik

аспирант, Пензенский государственный Postgraduate student, Penza State

университет (Россия, г. Пенза, University (40 Krasnaya street,

ул. Красная, 40) Penza, Russia)

E-mail: minor401@gmail.com

Тимур Олегович Зинченко инженер кафедры информационно-измерительной техники и метрологии, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

E-mail: scar0243@gmail.com

Игорь Николаевич Камардин

магистрант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

E-mail: iit@pnzgu.ru

Дмитрий Владимирович Артамонов доктор технических наук, профессор, первый проректор Пензенского государственного университета (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

E-mail: dmitrartamon@yandex.ru

Сергей Александрович Гурин магистрант, Пензенский государственный университет (Россия, г. Пенза, ул. Красная, 40)

E-mail: iit@pnzgu.ru

Timur O. Zinchenko Engineer of the sub-department of information and measuring technology and metrology, Penza State University (40 Krasnaya street, Penza, Russia)

Igor'N. Kamardin

Master's degree student,

Penza State University

(40 Krasnaya street, Penza, Russia)

Dmitriy V. Artamonov Doctor of engineering sciences, professor, First Vice-Rector, Penza State University (40 Krasnaya street, Penza, Russia)

Sergey A. Gurin Master's degree student, Penza State University (40 Krasnaya street, Penza, Russia)

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов / The authors declare no conflicts of interests.

Поступила в редакцию / Received 02.02.2023

Поступила после рецензирования и доработки / Revised 14.03.2023 Принята к публикации / Accepted 05.04.2023

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.