Устройство для линеаризации передаточной характеристики первичного измерительного преобразователя

Устройство для линеаризации передаточной характеристики первичного измерительного преобразователя

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЗАЦИИ ПЕРЕДАТОЧНОЙ -ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРВИЧ-,. НОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содержащее источник пробного возмущения , соединенный выходом с входом первичного измерительного преобразователя , подключенного выходом к входам двух избирательных фильтров, первый из которых соединен выходом с первым входом делительного блока, отличающееся тем, что, с целью повышения точности линеаризации , в него введены блок дифференцирования и интегратор, выход которого является иисодом устройства, а вход подключен к выходу делительного блока, соединенного вторым входом § через блок дифференцирования с выходом второго избирательного фильтра.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО14ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(59 G 06 G 7 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ "

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫП 9 (21) 3429492/18-24 (22) 26.04.82 (46) 07.01.84. Бюл. Р 1 (72 ) В.М. Волков, А.С. Скирда;

П.A. Суббота-Мельник и Е.Г. Тохтуев (71) 1".èåâñêèé ордена Ленина государственный университет им. Т.Г. Мевченко (53) 681.335(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

:Р 864307, кл, G 06 J 1/00, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР, Р 824232, кл ° G 06 g 3/ОО,G 06 G 7/26, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 3273704/18-24, кл. G06G 7/26, 1981 (прототип) °

В ае и»

54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЗАЦИИ

ЕРЕДАТОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРВИЧНОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, содерж.щее источник пробного возмущения, соединенный выходом с входом первичного измерительного преобразователя, подключенного выходом к входам двух избирательных фильтров, первый из которых соединен выходом с первым входом делительного блока, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения точности линеаризации, в него введены блок дифференцирования и интегратор, выход которого является выходом устройства, а вход подключен к выходу делительного блока, соединенного вторым входом

Q через блок дифференцирования с выхо- дом второго избирательного фильтра.

1065862

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может найти применение, в частности, при создании средств повышенной точи ности для анализа состава и евойств веществ.

Известно устройство для линеаризации передаточной характеристики первичного преобразователя, содержащее: переключатели, компаратор, генератор импульсов, блок разрешения записи, блок памяти, формирователь опорного сигнала, цифроаналоговый преобразователь и счетчик f1) .

Недостатками устройства являются . необходимость использования большого количества эталонных значений измеряемой величины и пониженная точность линеаризации из-за изменения характеристик измерительного преобразова теля и внешней среды во времени.

Известно также устройстве для линеариэации передаточной характеристики первичного измерительного преобразователя, содержащее аналого-цифровой преобразователь, генератор импульсов, компаратор, блок памяти и формирователи сигналов Ц .

Недостаток данного устройства пониженная точность линеариэации изэа изменения во времени характеристик измерительного преобразователя и внешней среды.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для линеариэации передаточной характеристики первичного измерительного преобразователя, 35 содержащее источник пробного возмущения, соединенный выходом с входом первичного измерительного преобразователя, подключениого выходом к входам двух избирательных фильтров, 4р первый из которых соединен выходом с первым входом делительного блока, подключенного вторым входом к выходу второго избирательного фильтра и к первому входу выходного сумматора, 45 соединенного вторым входом с выходом делительного блока (3) .

Недостатком известного устройства является пониженная точность линеаризации передаточной характеристики первичного измерительного преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности линеариэации.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для линеариэации передаточной характеристики первичного измерительного преобразователя, содержащее источник пробного возмущения, соединенный выходом с входом . первичного измерительного преобразо 60 вателя, подключенного выходом к входам двух избирательный фильтров, первый из которых соединен выходом с первым входом делительного блока, введены блок дифференцирования и

dU где — скорость изменения измеряемой величины на входе измерительного преобразователя;. момент времени, соответствующий нулевому значению модулированной измеряемой величины, Для csopocrzd)(dt изменения иэмери+ . тельного сигнала на выходе измерительного преобразователя выполняется. соотношение 2)

Д 3U Bt

< где Э0 - передаточная характерис+; тика измерительного преобразователя °

Когда на вход измерительного преобразователя одновременно подают измеряемую величину 0 ft) и пробное возмущение i (4) амплитуда которого много меньше измеряемой величины, то электрический сигнал на выходе первичного измерительного преобразователя может быть представлен в виде разложения в ряд Тейлора по малому параметру

<(uV» ()1=q(ubil, (> tç i

3 интегратор, выход которого является выходом устройства, а вход подключен к выходу делительного блока, соединенного вторым входом через блок дифференцирования;с выходом второго избирательного фильтра.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства. устройство содержит источник 1 пробного возмущения, соединенный выходом с входом первичного измерительного преобразователя 2. Выход преобразователя 2 подключен к входам двух избирательных фильтров 3 и 4.

Первый фильтр 3 соединен выходом с первым входом делительного блока

5, подключенного вторым входом через блок б дифференцирования к выходу второго Фильтра 4, а выходом — к входу интегратора 7. Выход интегратора 7 является выходом устройства.

Принцип действия устройства заключается в следующем.

ПусТь измеряемая величина промодулирована таким образом, что за время 6< она принимает значения от нуля до экстремального значения

Up, т. е, до немодулиронанного значения U<, которое требуется определить. Тогда справедливо соотношение вида с, ь1

1065862 (5) Составитель и. шелипова

Редактор Л. Филь . .Техред A. Бабинец Корректор A. Тяско

Заказ 11047/50 ТИраж 206 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. П) оектная, 4 где gl() tt)) — измерительный сигнал на выходе первичного измерительного преобраэователяу ЦЦ- пробный сигнал на выи ходе преобразователя.

Если немодулированное значение пробного возмущения на входе иэмери: тельного преобразователя по величине равно k, Фо амплитуда пробного сигнала на выходе измерительного преоб- о ! -:. еазователя равна, ° 1р ., Проведя ац

Щ операцию деления скорости изменения измерительного сигнала на амплитуду пробного сигнала из соотношения (2),15 получим ) щ ). дЧ 1й Ч Д ЭЧ Э (4)

Э (Эц"

Интегрируя результат деления в ин- 20 тервале времени между достижениями измеряемой величины нулевого и максимального значений в соответствии с соотношениями (1) и (4i, имеем

11ФВС 25

audi

"e

31 —.

fo fo

tj

Таким образом, оказывается возможным измерить отношение (5) двух сигналов,, исключив влияние нелйнейных свойств первичного иэмерительноГо преобразователя, т. е. линеариэовать его передаточную характеристику.

Устройство работает следующим образом.

Предварительно промодулированн ные на разных частотах измеряемая величина и малое пробное возмущение от источнчка 1 подаются на вход 4О первичного измерительного преобразователя 2. Сигнал с выхода преобразователя 2 поступает на входы избирательных фильтров 3 и 4.

Фильтр 3 выделяет .сигнал, пропорцио- 45 нальный амплитуде поступающих на его вход сигналов с частотой, соответствующей частоте модуляции пробного возмущения. Фильтр 4 ропускает сигналы с частотой, соответствующей частоте модуляции измеряемой величины Сигнал с выхода фильтра 4 поступает на вход блока 6 дифференциро вания и далее на второй вход (вход делимого) делительного блока 5, на первый вход (вход делителя ) которого поступает сигнал с выхода избирательного фильтра 3. Результат:деления интегрируется:интегратором 7 и поступает на выход устройства.

Поскольку частота модуляции пробного возмущения значительно больше частоты модуляции измеряемой величи ны, то в каждый момент времени блок

5 будет производить деление скорости изменения измерительного сигнала на демодулированное значение пробного сигнала, а на выходе интегратора 7 будет выделяться сигнал, пропорциональный отношению немодулированного значения измеряемой величины Ug к немодулироваиному значению пробного возмущения

Таким образом, результат измерения относительного значения двух физических величин Ор f не будет зависать ни от наклона, ни от кривизны передаточной характеристики первичного измерительного преобразователя °

Технико-экономическая эффективность от применения предлагаемого устройства по сравнению с прототипом заключается в том, что оно позволяет линеаризовать передаточные характеристики первичных измерительных преобразователей таким образом, что на точность линеаризации не влияют изменение внешних условий и старение элементов, входящих в первичный измерительный преобразователь, а также замена одного типа первичного измерительного преобразователя на другой.