CC BY
7ШЕСТИЕЛЕМЕНТНА ВИМ1РЮВАЛЬНА МОСТОВА СХЕМА ПОСТ1ЙНОГО СТРУМУ В
НЕВР1ВНОВАЖЕНОМУ РЕЖИМ1
Семенець Д.А.
Навчально-науковий професiйно-педагогiчний iHcmumym У1ПА (м. Бахмут) кандидат mexHi4Hux наук, доцент
SIX-ELEMENT MEASURING BRIDGE CIRCUIT OF DIRECT CURRENT IN UNBALANCED MODE
Semenets D.
ESPPI UEPA, (Bahmut) Ph.D., Associate Professor
Анотащя
У робот розглянуп особливосп використання шестиелементних мостових схем постшного струму, побудованих по структурi «трикутник - 3ipKa» у неврiвноваженому режимi у порiвняннi з одинарними мостами для роботи з дешлькома резистивними вимiрювальними перетворювачами. Проаналiзованi можли-востi вмикання резистивних вимiрювальних перетворювачiв кiлькiстю ввд одного до трьох в рiзнi плечi мостово! схеми. Отримаш характеристики перетворення та розрахунковi спiввiдношення для розробки та кшьшсного аналiзу вимiрювальних схем.
Abstract
The paper discusses the features of using six-element DC bridge circuits, built according to the "triangle-star" structure in an unbalanced mode in comparison with single bridges for operation with several resistive measuring transducers. Possibilities of including resistive measuring transducers from one to three in different arms of the bridge circuit are analyzed. Conversion characteristics and calculated ratios for the development and quantitative analysis of measuring circuits are obtained
Ключов1 слова: резистивний вимiрювальний перетворювач; мостова вимiрювальна схема; функщя перетворення; чутливють вимiрювального перетворювача.
Keywords: resistive measuring transducer; bridge measuring circuit; conversion function; transducer sensitivity.
Постановка проблеми. 1нформацшно-вимь рювальнi системи та системи автоматизаци вироб-ництва неможливi без використання датчикiв. Рези-стивнi вимiрювальнi перетворювачi (РВП) е най-бiльш розповсюдженими засобами перетворення фiзичних величин в електричний сигнал. В рiзнома-нiтних варiантах конструктивного виконання РВП можливо використання рiзноi кiлькостi чутливих елементiв. Крiм того, тд дiею фiзичноi величини змшювання опору РВП може мати як позитивний (терморезистори) так i негативний знак (фоторези-стори).
Iнодi при розробщ складних проектiв поняття «вимiрювальний перетворювач», «вимiрювальна схема» вiдходять на заднш план завдяки iснуючому стереотипу, що сучаснi АЦП та програмоваш системи автоматизацii успiшно виршать будь-яке пи-тання сполучення вимiрювального пристрою з об'ектом управлiння та функцюнального перетворення сигналу ввд декiлькох датчикiв у бажаний фу-нкцiонал. Але в переважнiй бшьшосп випадкiв, в умовах розвитку все б№ш складних технологiй ви-робництва вимоги до точносп вимiрювання фiзич-них величин вельми високi i питання забезпечення бажаних параметрiв функцп перетворення вимiрю-вального перетворювача краще починати виршу-вати на рiвнi первинноi вимiрювальноi схеми вмикання РВП. Тобто, завдання розробки сучасних ви-мiрювальних схем для резистивних вимiрювальних
перетворювачiв залишаеться актуальними i своеча-сними.
Аналiз останнiх досл1джень та публшацш.
Традицiйно, для формування вимiрювального сигналу, функцiонально залежного вщ опору РВП ви-користовуються мостовi схеми постiйного струму. Мостовi схеми працюють в неврiвноваженому (вщ-сотковому) режимi. В початковiй (або шнцевш) то-чцi дiапазону вимiрювань мостова схема розрахо-вуеться згiдно умов балансу, у вщповщносп ввд на-пряму та величини змiни опору РВП формуеться вихвдний сигнал, причому найчастiше у виглядi по-стшно1' напруги (так званi «потенцiйнi мости»). Па-раметри, властивостi та методи розрахунку одинар-них мостових вимiрювальних схем детально досль дженi та описаш в багатьох роботах ще в серединi минулого сторiччя [1], дослвдження, вдосконалення та узагальнення юнуючих методик продовжуються i в наш час [2]. Питанням розробки вишрювальних схем на базi мостових структур з покращеними параметрами лшшносп характеристики перетворення, чутливосл та енергозбереження присвяченi роботи [3,4,5].
В робот [6] запропонованi нетрадицшш стру-ктури мостових вимiрювальних схем та надано нове визначення мостово1' вимiрювальноi схеми: «Електричний мiст лшшно1' електротехнiки - само-дуальне коло, в якому забезпеченi умови для рiв-
няння нулю принаймi або напруги м1ж парою вуз-л1в, або струму в одте! з гшок, або напруги i струму разом». На шдстаы цього, сформульоване визна-чення досконалого мосту: «Досконалий мiст - еле-ктричний мют з тieю особливiстю, що перенос дже-рела в будь-яку плку кола зберiгаe властивостi мостово! схеми. Простий мiст - мют з фiксованим розташуванням джерела живлення». В роботi ви-значена класифжацш мостових схем: мости по на-прузi та мости по струму, показана можливють мостових схем перетворювати величини струмiв у ве-личини напруг i навпаки; виконувати розподiл струмiв, напруг i потужностей з заданими функцiо-нальними залежностями.
Визначення мевир1шеми\ рашш частин за-гальноТ проблеми. В вимiрювальну схему тради-цшного одинарного мосту постiйного струму мож-ливо ввiмкнути ввд одного до чотирьох РВП. Варь анти !х вмикання впливають на чутливiсть схеми та лшшшсть функци перетворення. Часто виникають протирiччя мiж необхiднiстю використання певно! кiлькостi РВП та бажаними параметрами функци перетворення. Якщо характер змшювання опору для всiх РВП мае один знак, використання трьох та чотирьох перетворювач1в неефективно та знижуе
чутливiсть вимiрювальноl схеми.
Мета публшаци. В представленiй роботi про-аналiзована можливiсть використання вдосконале-но! мостово! схеми на прикладi вимiрювання свгт-лового потоку (освiтленостi) засобами фоторезис-торiв, розташованих у рiзних площинах з певною функцiональною залежтстю впливу на них. Юль-шсть РВП - вiд одного до трьох.
Викладення основного матерiалу. Подальшi результати дослiджень наданi за умов використання фоторезисторiв типу PGM5526, для яких при-пустима напруга постiйного струму дорiвнюе ^бсмах = 150 В, припустима потужнiсть роз^ння Рмах = 100 мВт, темновий отр (мiнiмальне зна-чення) Кт = 1 МОм, свiтловий отр (максимальне значення при рiвнi освгглення 200 лк) КФ = 10 ^ 20 кОм. Напруга живлення мостово! схеми и = 12 В.
На рис. 1 показан принциповi схеми мостових вимiрювальних схем - традицшна чотирьохплечева схема постшного струму (рис. 1а) та схема доско-налого шестиелементного мосту, виконаного по структурi «трикутник - зiрка», властивостi якого розглянутi у робот [6] (рис 1б).
а) б)
Рисунок 1. Вимгрювальн! мостовi схеми ргзних munie
Розглянемо схему одинарного чотирьохплiч-ного мосту (рис. 1а). Напруга живлення прикладена до вузлiв А, В. Отр К5 - мае суттсть входного опору вишрювача напруги (iнструментального операцiйного тдсилювача) i в подальших розраху-нках не враховуеться.
Ввдомо, щонайкращу чутливiсть можливо отримати за умови реалiзацil першого типу симетрп
, тобто ^ = ^, ^з = ^. При вмиканш двох
фоторезисторiв у плечi ^ ^ схема примусово
стае повнiстю симетричною, тобто ва опори плiч дорiвнюють темновому опору фоторезисторiв. У випадку вмикання одного РВП у гшку АБ вихвдна
напруга мостово! схеми мiж вузлами СБ визна-
чаеться рiвнянням:
схеми,
U 0 = U
(R -A R) R - RR _U (R -A R)- R
(R -A R + R2)( R + R ) 2 (2 R -A R)
'■2 А 3 1 4 / У рiвняннi пiд символом К позначено базове значення опору - темновий отр фоторезистора, умова знаходження мостово! схеми у врiвноваже-ному станi.
Для тдвищення чутливостi схеми можливо вмикання двох фоторезисторiв у гiлки АБ та СВ. При цьому тип симетри схема перетворюеться у по-вний, чутливiсть зростае у 2 рази, рiвняння перет-ворення мае вигляд:
(R-AR)2 -R:
Uо - U VW"
(1)
(2)
Зрозумшо, що вмикання трьох або чотирьох фоторезис^в в схему рис. 1а не призведе до пок-ращення функцi! перетворення. На рис. 2 показана
характеристика перетворення и0 = / (^^ ) для
дано! схеми. Характеристика мае достаньмо високу лшшшсть у всьому дiапазонi свiтлового опору.
Розглянемо другий варiант схеми (рис 1.б) -шестиелементну мостову схему. Згiдно рекоменда-цiй, наведених у роботi [6], у вщповщносл з принципом дуальносп, встановимо опори всiх резисто-рiв рiвними темновому опору фоторезистору Я. При вмиканш джерела живлення (ЕРС) у внутрь шню плку . 11) признакою вр1вноваженого режиму
е нульове значения напруги на зовнiшньому елеме-нтi - мiж вузлiв ВС, напруга = и^ = 0. Ви-хвд з врiвноваженого режиму - змша опору в зовш-шньому контурi - ^, або ^, або ^ та ^. Змiна
опору ^ або змiна всiх трьох опорiв ^, ^, ^ рiвновагу не порушують.
Uout = f(Rc£)
12
10
m
0
3 го
L_ >'. Q. С ГО
1
со X
4
\
\
4 "V -один РВП ----два РВП
3 4 5 6 7 onip перетворювача R<£, Ом
х 10
Рисунок 2. Характеристика перетворення одинарного мосту постшного струму
Аналопчний результат буде i при вмиканш джерела ЕРС у зовшшнш контур, наприклад гiлку ВС. Признакою врiвноваженого режиму е нульове значения напруги на внутршньому елеменп - мiж
вузлiв ЛБ, напруга = и^ = 0. Вихвд з врiв-
новаженого режиму - змша опору у внутршньому
контурi - , або Д, або та Д. Змiна опору
Д або змiна всiх трьох опорiв Д, Д, Д рiвно-вагу схеми не порушують. На рис. 3 показана характеристика перетворення и0 = / ) для опи-саного налаштування схеми.
Як видно, задов№ний характер функцп перетворення у симметричному режимi можливо отри-мати тiльки у випадку вмикання одного РВП. Фун-кцiя перетворення у випадку використання двох РВП мае нелiнiйний характер з максимумом в сере-днш частi дiапазону вимiрювания.
Далi розглянемо несиметричний режим налаш-тування схеми. Так, при шдключенш джерела ЕРС до зовшшнього контуру, наприклад до вузлiв АВ (можливо шдключення паралельно опору Я6, за-мiсть опору Я6) та формуваннi вихiдного сигналу схеми у внутршньому контурi м1ж вузлами С,Б
и0 = и^ величину вихвдно! напруги мостово!
схеми можливо визначити як:
U 0 = U
RR4R5 — R2R3R5
R5 (R + R2)(R3 + R4) + RR (R3 + R4) + R3R4 (Ri + R 2)
(3)
Рисунок 3.
Характеристика перетворення 6-елементного мосту постшного струму у симетричному режим!
Для забезпечення рiвноваги схеми приймаемо БС. При використанш одного або двох фоторезис-
К = К = К = К4 = К, де К - темновий отр торiв величиною опору К5 можливо машпулю-
фоторезистора. Розглянемо три випадки вмикання вати для отримання бажано! чутливостi або нелшш-РВП: вмикання одного фоторезистору у плку АС, ностi функцп перетворення.
вмикання двох фоторезисторiв у плки АС та ВБ; Далi запишемо рiвняння функцп перетворення
вмикання трьох фоторезисторiв у гiлки АС, ВБ та тт — ■р(т>\_.р(т> ло\
мостово! схеми и 0 — J I I — ] I К — А КI
для трьох запропонованих випадк1в:
_ К(К — АК) — К2
01 — ' 5 2КК ( 2К — А К ) + 2К2 (К — А К ) + К2 ( 2К — А К) ' (4)
(К — АК )2 —К2
и02 — и • К-Ц--; (5)
К ( 2К — А К )2 + 2К (К — А К )( 2К — А К )
А К (А К — 2К)
и03 и (2К — АК)(4К — АК); (6)
На рис.4 показаш характеристики перетво- РВП, на рис. 5 показаш характеристики перетворення шестиелементного мосту постшного струму рення шестиелементного мосту постшного струму у несиметричному режимi при рiзнiй шлькосп у несиметричному режимi при вмиканш двох РВП
та варiюваннi опором К5.
Рисунок 4. Характеристика перетворення 6-елементного мосту постшного струму у несиметричному
реж-UMi при ргзнш K^m^i РВП
Рисунок 5. Характеристика перетворення 6-елементного мосту постшного струму у несиметричному
режимi для випадку двох РВП та R5 = V ä Г
Висновки та пропозицп. Проведений ан^з демонструе певш переваги використання шестиеле-ментних мостових схем постшного струму при ро-зробцi вимiрювальних перетворювачiв з резистив-ними елементами. При налаштуваннi мосту на си-метричний режим та використаннi двох РВП можливо отримання функцй' перетворення з екстре-мумом в середиш дiапазону вимiрювання. При несиметричному режимi мостово! схеми можливе використання ввд одного до трьох РВП, причому вмикання трьох РВП не тдвищуе чутливiсть схеми, але забезпечуе лiнiйнiсть функцй' перетворення на
всьому дiапазонi вимiрювання. При вмиканш двох РВП забезпечуеться можливють налаштування чу-тливостi схеми та лшшносл функцiï перетворення на рiзних дiлянках дiапазону вимiрювань.
Список лггератури
1. Карандеев К.Б. Специальные методы электрических измерений. / К.Б. Карандеев: М. - Л.: Госэнергоиздат, 1963. - 344 с.
2. Миронов Э.Г. Метрология и технические измерения: учебное пособие / Э.Г. Миронов, Н.П. Бессонов. - М.:КНОРУС, 2015. - 422 с.
3. Дюбко В.П. Аналiз схем включения чутли-вих елеменпв багатофункцюнальних пристро1в / В.П. Дюбко, В.В. Полщук, В.М. Пономарьов, С.В. Клименко // Вюник Академiï митно1 служби Укра-ши. Сер. : Техшчш науки. - 2010. - № 2. - С. 145156.
4. Карпов В.А. Чувствительность и погрешность мостовой схемы с одним измерительным элементом / В.А. Карпов, О.М. Ростокина // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого: научно - практический журнал. - 2011. - № 2. - С.72-77.
5. Карпов В.А. Анализ простейших активных мостовых схем для резистивных датчиков / В.А. Карпов, А.В. Ковалев, О.М. Ростокина // Вестник ГГТУ им. П. О. Сухого: научно-практический журнал. - 2012. - № 1. - С.34-40.
6. Лебедев П.Ф. Электрические мосты теоретической электротехники / П.Ф. Лебедев // ВосточноЕвропейский журнал передовым технологий. -2010. - № 1/6(43). - С. 38-43.
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ СИСТЕМ БИЗНЕС-АНАЛИТИКИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ КЛИЕНТСКИХ МЕНЕДЖЕРОВ КОММЕРЧЕСКОГО БАНКА
Субочева В. С.
Студент факультета информационных технологий и анализа больших данных, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации
THE USE OF BUSINESS INTELLIGENCE SYSTEMS TO INCREASE THE EFFICIENCY OF CLIENT MANAGERS OF A COMMERCIAL BANK
Subocheva V.
Student of the Faculty ofInformation Technology and Big Data Analysis, Financial University under the Government of the Russian Federation
Аннотация
Коммерческие банки стараются получить конкурентное преимущество на рынке за счёт работы в рамках клиентоориентированной модели бизнеса и использования данных в процессах принятия решений. В данной статье исследуются возможности использования систем бизнес-аналитики для повышения эффективности работы клиентских менеджеров коммерческого банка.
Abstract
Commercial banks are trying to gain a competitive advantage in the market by operating within a customer-oriented business model and using data in decision-making processes. This article explores the possibilities of using business intelligence systems to improve the efficiency of client managers of a commercial bank.
Ключевые слова: банки, клиентские менеджеры, системы бизнес-аналитики, дэшборды.
Keywords: banks, client managers, business intelligence, dashboards.
В последние годы всё большая роль на банковском рынке отводится организации работы с клиентами, в том числе эффективному использованию больших объёмов данных, имеющихся в наличии у банков. Так, эксперты PwC в своём исследовании в качестве основных приоритетов для банков выделили развитие клиентоориентированной модели бизнеса, важность получения информационного преимущества и использование его для проактив-ного управления. По мнению авторов исследования ведущие игроки постараются развить возможности аналитики, на сегодняшний же момент только 17% банков считают, что они готовы к использованию данных для принятия решений [7].
Согласно исследованию Международной финансовой корпорации банки, успешно развивающие взаимоотношения с клиентами, как правило имеют большие значения ROE. Для достижения эффективной работы с клиентами очень важно развивать специализированную клиентскую отчётность, производить мониторинг ключевых показателей, анализировать данные [4].
Основным сотрудником, непосредственно взаимодействующим с клиентом, является клиентский менеджер. Для наиболее своевременного и правильного принятия решений ему необходимо иметь инструмент, позволяющий отслеживать основные показатели клиентов в различных разрезах: продукты, даты, валюты, сделки и прочее.
В качестве инструментов построения отчётов для клиентских менеджеров выделяют различные системы бизнес-аналитики, позволяющие создавать, редактировать и просматривать настраиваемые отчёты на основе баз данных. Основными результатами, ожидаемыми от В1-систем, являются повышение качества принимаемых решений, моментальное получений аналитических отчётов, повышение контроля над бизнес-процессами, увеличение скорости реагирования, увеличение прибыли и сокращение издержек, а также, конечно же, повышение качества работы с клиентами [1].
В условиях постоянно возрастающих объёмов данных, их динамического характера и учитывая необходимость принятия наиболее быстрого решения, всё большее значение уделяется визуализации данных, использованию дэшбордов. Так, эксперты
