Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Специзмерения в системах автоматики и телемеханики. Мониторинг и техническая диагностика систем автоматики и телемеханики

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 786986.01.99
Рассмотрены вопросы измерения и методик определения первичных параметров электрических рельсовых линий. Представлены основные технические средства, используемые при измерениях в устройствах железнодорожной автоматики и телемеханики. Дан анализ работы измерительных средств с учётом влияния эксплуатационных факторов. Приводятся методы статистической обработки результатов измерений, в том числе регрессионный анализ, используемый для получения эмпирических парных зависимостей на основе результатов измерений.
Зенкович, Ю. И. Специзмерения в системах автоматики и телемеханики. Мониторинг и техническая диагностика систем автоматики и телемеханики : конспект лекций / Ю. И. Зенкович. - Москва : РУТ (МИИТ), 2018. - 69 с. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1895076 (дата обращения: 29.03.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов. Для полноценной работы с документом, пожалуйста, перейдите в ридер.
 
 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО 

ОБРАЗОВАНИЯ 

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА 

(МИИТ)» 

Институт транспортной техники и систем управления 

Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на 

железнодорожном транспорте» 

 

 

Ю. И. ЗЕНКОВИЧ 

 

СПЕЦИЗМЕРЕНИЯ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИКИ И 

ТЕЛЕМЕХАНИКИ 

МОНИТОРИНГ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА 
СИСТЕМ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ 

 

 

Конспект лекций 

 

 

Москва – 2018 

 
 

МИНИСТЕРСТВО ТРАНСПОРТА  

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО 

ОБРАЗОВАНИЯ 

«РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ТРАНСПОРТА 

(МИИТ)» 

Институт транспортной техники и систем управления 

Кафедра «Автоматика, телемеханика и связь на 

железнодорожном транспорте» 

 

Ю. И. ЗЕНКОВИЧ 

 

СПЕЦИЗМЕРЕНИЯ В СИСТЕМАХ АВТОМАТИКИ И 

ТЕЛЕМЕХАНИКИ 

МОНИТОРИНГ И ТЕХНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКА 
СИСТЕМ АВТОМАТИКИ И ТЕЛЕМЕХАНИКИ 

 

Конспект лекций 

для специалистов по специальности  

«Системы обеспечения движения поездов» и бакалавров по 

направлению подготовки «Системы и средства автоматизации 

технологических процессов» 

 

 

Москва – 2018 

 
 

УДК 656.25. 

З-56 

 

 

Зенкович Ю. И. Специзмерения в системах автоматики и 

телемеханики. Мониторинг и техническая диагностика систем 
автоматики и телемеханики: Конспект лекций. – М.: РУТ 
(МИИТ), 2018. – 69 с. 

 

Рассмотрены вопросы измерения и методик определения 

первичных 
параметров 
электрических 
рельсовых 
линий. 

Представлены основные технические средства, используемые 
при измерениях в устройствах железнодорожной автоматики и 
телемеханики. Дан анализ работы измерительных средств с 
учётом влияния эксплуатационных факторов. Приводятся 
методы статистической обработки результатов измерений, в том 
числе регрессионный анализ, используемый для получения 
эмпирических парных зависимостей на основе результатов 
измерений. 

 

Рецензенты: Заведующий кафедрой «Электропоезда и ло- 

комотивы» РУТ (МИИТ), д.т.н., профессор Пудовиков О.Е. 

Начальник Московско-Смоленской дистанции сигнализации 

централизации и блокировки Львов В.А. 

 

 

 

© РУТ (МИИТ), 2018 

Введение 

Конспект лекций предназначен для освоения учебных 

дисциплин профессионального цикла основной образовательной 
программы 
подготовки 
специалистов 
по 
направлению 

«Системы обеспечения движения поездов» специализации 
«Автоматика и телемеханика на железнодорожном транспорте».  

Целями освоения дисциплины является формирование 

компетенций, обеспечивающих использование полученных 
знаний 
в 
области 
специальных 
измерений, 
имеющих 

специфические 
особенности, 
связанные 
с 
влиянием 

эксплуатационных факторов на режим измерений, а также с 
наличием длинных линий с низким сопротивлением изоляции, с 
влиянием 
тягового 
тока 
электроподвижного 
состава, 

заземляющих устройств контактной сети, систем верхнего 
строения пути и других элементов. 

Материалы 
данного 
конспекта 
лекций 
могут 
быть 

использованы также при изучении дисциплины «Мониторинг и 
техническая диагностика систем автоматики и телемеханики». 

Измерение 
первичных 
параметров 
рельсовых 
линий 

необходимы для обеспечения надёжного функционирования 
рельсовых цепей, являющихся основным датчиком информации 
о свободности и занятости путей. Измерения относятся к 
косвенным 
и 
направлены 
на 
определение 
комплексных 

значений входных сопротивлений рельсовых линий, с помощью 
которых определяются первичные параметры рельсовых линий. 

Измерения 
в 
процессе 
эксплуатации 
устройств 

железнодорожной 
автоматики 
и 
телемеханики 
(ЖАТ) 

осуществляются с помощью специальных приборов. Одним из 
основных требований при построении измерительных приборов 
ЖАТ являются габаритные размеры, удобство переноски и 
автономность источника питания. 

Большинство измерительных приборов, используемых для 

измерений в устройствах эксплуатации, имеют заданную 
инструментальную и методическую погрешность. При этом эта 

погрешность измерений не влияет на качество оценки состояния 
объектов железнодорожной автоматики и телемеханики. 

Одним из основных вопросов, рассматриваемых при работе 

устройств ЖАТ, является экспериментальное определение 
эмпирических парных зависимостей параметров элементов, 
входящих в аппаратуру ЖАТ. Эти зависимости носят как 
линейный, 
так 
и 
нелинейный 
характер, 
что 
вызывает 

необходимость в построении соответствующих уравнений 
линейной 
и 
нелинейной 
регрессии. 
Оценка 
качества 

построенных уравнений оценивается с помощью критерия 
Фишера. 

Обеспечение параметрической надёжности устройств ЖАТ 

невозможно без определения законов распределения случайных 
величин параметров элементов устройств ЖАТ. Определение 
законов распределения этих случайных величин осуществляется 
на основе результатов измерений. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Классификация измерений в устройствах ЖАТ 

Измерения бывают: 
1. Периодические, которые осуществляются в соответствии 

с графиком технологического процесса обслуживания. 

2. Пусконаладочные, осуществляются в период пуска в 

эксплуатацию устройств АБ, ЭЦ и пр. 

3. Аварийные, осуществляются в случае аварийных 

ситуаций. 

Различают измеренияпрямые и косвенные. Прямые – это 

такие, при которых измеряемая величина отсчитывается по 
шкале прибора. Косвенные – при которых первоначально 
измеряются некоторые вспомогательные величины, и на 
основании этих измерений производится расчёт искомой 
величины. 

Существуют следующие методы прямых измерений: 
1. 
Метод 
непосредственной 
оценки, 
при 
котором 

измеряемая величина непосредственно оценивается по шкале 
прибора. 

2. Дифференциальный метод, при котором измеряется 

разность между эталонной величиной и искомой величиной. 

3. Нулевой или мостовой метод основан на эффекте 

уравновешенного моста. 

4. Метод замещения, при котором осуществляется подбор 

эталонного значения, совпадающего по эффекту с замещаемой 
величиной. 

Измерения 
бывают 
необходимые 
и 
избыточные. 

Необходимые – это такие, в результате которых получается хотя 
бы одна искомая величина или одна точка графика. В результате 
избыточных 
измерений 
получаются 
результаты 
сверх 

необходимых 
(используются 
при 
оценках 
случайных 

погрешностей). 

Различают равноточные и неравноточные измерения. 

Равноточные – это такие, которые производятся одним и тем же 

субъектом в одинаковых условиях. При неравноточных 
измерениях не выполняется хотя бы одно из выше упомянутых 
условий. 

 

Оценка погрешностей измерений 

Погрешности 
измерений 
бывают 
систематические 
и 

случайные. К систематическим относят такие погрешности, 
причины возникновения которых известны и они могут быть 
учтены с помощью поправочных коэффициентов или таблиц. 
Случайные – причины возникновения которых неизвестны, но 
они могут быть учтены с помощью вероятностных оценок. 

Абсолютная погрешность измерения: 

∆𝐴 = 𝐴изм − 𝐴действ 

Относительная погрешность измерения: 

𝛿𝐴 = ∆𝐴

𝐴изм

∙ 100% 

 

Класс точности прибора (к. т. п.) 

Класс 
точности 
прибора 
определяется 
максимальной 

приведенной погрешностью. 

Максимальная приведенная погрешность определяется 

следующим образом: берутся эталонный и поверяемый приборы 
и на всей шкале поверяемого прибора фиксируется разность в 
показаниях эталонного и поверяемого приборов. Максимальное 
значение этой разницы и есть максимальная приведенная 
погрешность. 

Пример: 
рассчитать 
погрешность 
измерений 
при 

использовании ниже перечисленных приборов. 

𝐾 = ∆𝐴𝑚𝑎𝑥

𝐴𝑚𝑎𝑥

∙ 100% 

𝑈𝑚𝑎𝑥1 = 100 В 
𝑈𝑚𝑎𝑥2 = 50 В 
𝐾1 = 1 
𝐾2 = 2,5 

𝑈измер = 40 В 

∆𝑈𝑚𝑎𝑥 = 𝐾 ∙ 𝑈𝑚𝑎𝑥

100%  

∆𝑈𝑚𝑎𝑥1 = 1 В 
∆𝑈𝑚𝑎𝑥2 = 1,25 В 

𝛿𝑈1 = 1

40 ∙ 100% 

𝛿𝑈2 = 1,25

40 ∙ 100% 

 

Правильность записи результатов измерения 

Корректность записи результатов измерения определяется 

ΔA 
абсолютной 
погрешностью 
измерения. 
Абсолютная 

погрешность измерения определяет так называемые верные 
знаки. 

∆𝐴 = 3 В                 12 В 
∆= 0,1                     12,2 В 

Результат измерения записывается с указанием на один 

разряд больше числа верных знаков. 

Погрешности косвенных измерений 

Виды погрешностей: 
1. Инструментальная погрешность – это погрешность 

измерительного прибора. 

2. Субъективная погрешность. 
3. Методическая погрешность – это погрешность методики 

вычисления (искусственная погрешность). 

𝐹 =
𝐴

(𝐵 ∙ 𝐶)𝑛 

Абсолютная погрешность косвенных измерений 

𝐹 = 𝑓(𝐴, 𝐵, 𝐶) 

𝑑𝐹 = 𝜕𝐹

𝜕𝐴 𝑑𝐴 ± 𝜕𝐹

𝜕𝐵 𝑑𝐵 ± 𝜕𝐹

𝜕𝐶 𝑑𝐶 = ∆𝐴 ± ∆𝐵 ± ∆𝐶 

Абсолютная погрешность – это дифференциал функции по 

каждому из измеряемых параметров. 

При 
практической 
оценке 
абсолютной 
погрешности 

косвенных измерений используют величину: 

∆𝐹 = √∆𝐴2 + ∆𝐵2 + ∆𝐶2 

𝛿 = ∆𝐹

𝐹 ∙ 100% 

Измерение и определение первичных параметров 

рельсовой линии (РЛ) 

К 
первичным 
параметрам 
относятся 
удельное 

сопротивление 
рельсов(рельсовой 
петли) 
и 
удельное 

сопротивление изоляции. 

Вторичные параметры рельсовой линии (РЛ): волновое 

сопротивление и коэффициент распространения γ. 

Все 
методы 
определения 
и 
измерения 
первичных 

параметров РЦ являются косвенными. 

Емкостная составляющая сопротивления изоляции РЛ 

может 
не 
учитываться 
на 
низких 
частотах 
в 
виду 

незначительного влияния. 

При тяговых токах в рельсах до 3000 А постоянный ток и до 

600 А ток частотой f=50 Гц изменение удельного сопротивления 
рельсов в пределах 0,1%. Поэтому при оценке удельного 
сопротивления рельсов влияние тягового тока не учитывается. 

Как 
видно 
из 
приведенных 
графиков, 
удельное 

сопротивление рельсов и его аргумент не линейно зависят от 
частоты fсигнального тока. 

Метод измерения и определения первичных параметров 

РЦ с использованием результатов измерений двух значений 

входных сопротивлений РЛ при известных нагрузках на 

конце этой РЛ