Evaluation of the Influence of Technological Variation of Parameters of Optical Sensor Elements on the Choice of Optimal Filter Cutoff Frequencies in Systems Based on Light Screens

Abstract

В измерительных системах на основе световых экранов сигналы оптических датчиков существенно искажены. Это усложняет задачу обнаружения полезных импульсов и увеличивает погрешность системы.В статье исследуется возможность использования одних и тех же частот среза программно реализованного полосового фильтра для всех датчиков измерительной системы на основе световых экранов. Для этого проводится статистическое моделирование на смеси реального шума и эталонного импульса, создаваемого для каждого типа патрона по отдельности. Эталонный импульс – реальный импульс датчика, полученный в момент выстрела и сглаженный при помощи медианного фильтра.Анализ полученных при моделировании данных показал, что для разных датчиков минимальные погрешности наблюдаются на различных рабочих участках, определяемых частотами среза полосового фильтра. Полученные результаты позволяют утверждать, что технологический разброс параметров конструктивных элементов оптического датчика может оказывать существенное влияние на параметры оптимального рабочего участка необходимого полосового фильтра. Это означает, что по возможности необходимо стремиться к созданию оптических датчиков с максимально близкими характеристиками. Если же добиться этого невозможно, то при высоких требованиях к точности измерительной системы целесообразно осуществлять поиск оптимальных частот среза для каждого датчика системы по отдельности, при этом индивидуально для каждого типа патронов. В других случаях возможно использование единого рабочего участка полосового фильтра для различных датчиков и типов патронов. При этом выбор оптимальных частот среза целесообразно осуществлять, исходя из наихудшего случая (патрона, соответствующего импульсу с самой малой амплитудой).Исследование выполнено при финансовой поддержке ИжГТУ имени М. Т. Калашникова в рамках научного проекта № ВАЮ/20-78-23.