Алгоритм синхронизации результатов измерений положения электромеханической системы и электродвижущей силы индукции при реализации динамического режима весов Киббла

Разработан алгоритм синхронизации результатов измерений электродвижущей силы индукции и положения катушки электромеханической системы при реализации динамического режима весов Киббла. Данный алгоритм позволяет привести ряды данных к общей временно́й шкале без применения аппаратных средств синхронизации устройств сбора данных. Алгоритм основан на применении метода численного дифференцирования результатов измерений с помощью фильтрации Савицкого-Голея, выборе и минимизации методом градиентного спуска специальной целевой функции в виде стандартного отклонения между преобразованными в результате дифференцирования и последующей интерполяции временными значениями электродвижущей силы катушки и соответствующими значениями скорости перемещения катушки. Предложенный алгоритм обработки результатов измерений положения и электродвижущей силы индукции катушки экспериментально опробован в рамках научно-исследовательской работы «Баланс». Результаты измерений получены с помощью входящих в состав макета весов Киббла средств измерений с асинхронными интерфейсами. Применение алгоритма позволило более чем в 10 раз уменьшить погрешность обработки экспериментальных данных, связанную с отсутствием синхронизации результатов измерений положения и электродвижущей силы индукции катушки, полученных в динамическом режиме работы созданного макета весов Киббла.

1. Proceedings of the 26th meeting of the General Conference on Weights and Measures, Versailles, Novermber 13–16, 2018.

2. Robinson Ian A., Schlamminger S., Metrologia, 2016, vol. 53, pp. A46–A74. http://dx.doi.org/10.1088/0026-1394/53/5/A46

3. Mester C., Conference on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM 2018), 2018, pp. 1–2. http://dx.doi.org/10.1109/CPEM.2018.8501165

4. Ahnert K., Abel M., Computer Physics Communications, 2007, vol. 177, pp. 764–774. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2007.03.009

5. Nocedal J., Wright S. J., Numerical Optimization, Springer New York, 2006, 634 p. http://dx.doi.org/10.1007/978-0-387-40065-5

6. Harris C. R., Millman K. J., van der Walt S. J., et al., Nature, 2020, vol. 585, pp. 357–362. http://dx.doi.org/10.1038/s41586-020-2649-2