Устройство для непрерывного измерения переменной величины

Устройство для непрерывного измерения переменной величины

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ ВЕЛИЧИНЫ по авт. св. № 407290, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства. в него введены второй суммптор, генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные пороговый элемент , реверсивный счетчик, цифроаналогов .ый преобразователь и второй фильтр, причем выход измерителя рассогласования связан с входом порогового элемента, блок формирования эталона соеданен с входом детектора ошибки и первым входом первого сумматора через второй сумматор, к второму входу которого подключен выход второго фильтра, а генератор тактовых импульсов соединен со счетным входом реверсивного счетчика.

СОЮЗ GOBETCHHX

OUI

РЕСПУБЛИК

ИУ (11) з(Я) G 05 В 23/02 С 05 В 11/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМ,К СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 407290 (21) . 3530470/24-24 . (22) 27. 12.82 (46) 07. 11.84. Бюл. М 41 (72) Ю.С.Спиридонов и В.11.Равский (53 ) 62-50 (08.8.8.) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 407290, кл..С 05 В 23/02, 1971 (прототип). (54 ) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПЕРЕМЕННОЙ ВЕЛИЧИНЫ по авт. св. 9407290, отличающ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности устройства, в него введены второй сумматор, генератор тактовых импульсов и последовательно соединенные пороговый элемент, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и второй фильтр, причем выход измерителя рассогласования связан с входом порогового элемента, блок формирования эталона соединен с входом детектора ошибки и первым входом первого сумматора через второй сумматор, к второму входу которого подключен выход второго фильтра, а генератор тактовых имггульсов соединен со счетным. входом реверсивного счетчика.

1 1123023

Изобретение относится к области автоматики, По основному авт. св. 11 407290 известно устройство для непрерывного измерения переменной величины, содержащее следящую систему, состоящую из датчика положения, исполнительного элемента, детектора ошибки, выход которого соединен с входом исполнительного элемента, который механи- 1О чески соединен с датчиком положения и измерителем рассогласования, выход датчика положения подключен к первому входу детектора ошибки, блок вычитания, сумматор и блок формирова- 15 ния эталона, выход которого соединен с первым входом сумматора, и со вторым входом детектора ошибки, выход которого подключен к первому входу блока вычитания, к второму входу ко- 20 торого подключен выход измерителя рассогласования, а выход блока вычитания через фильтр соединен с вторым входом сумматора. Работа известного устройства заключается в слежении за 25 сигналом эталона и по сигналам ошибки слежения и рассогласования между

Измеряемой величиной и положением ис" полнительного механизма в формировании истинного значения измеряемой пе 30 ременной величины. При этом производится компенсация систематических погрешностей следящей системы Ц .

Однако дискриминационная характеристика измерителя рассогласования может быть очень узкой, и, кроме.

35 того, содержать боковые лепестки.

Эталон же не всегда удается сформи poHQTb таким образом, чтобы его отклонение от измеряемой величины

40 находилось в пределах главного лепестка дискриминационной характе ристики. Это будет приводить к неправильному определению сигнала рассогласования, следствием чего будет

45 являться либо систематическая ошиб" ка измерения (измерение по боковому лепестку), либо срыв слежения (неогравиченное возрастание измереного значения переменной величины.

Цель изобретения — повышение точности и надежности измерений.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены второй сумматор, генератор тактовых импульсов 55 и последовательно соединенные пороговый элемент, реверсивный счетчик, цифроаналоговый преобразователь и второй фильтр, причем выход измери- . теля рассогласования связан с входом порогового элемента, блок формирования эталона соединен с входом детектора ошибки и первым входом первого сумматора .через второй сумматор, к второму входу которого подключен выход второго фильтра, а генератор тактовых импульсов соединен. со счетным входом реверсивного счетчика . . На чертеже изо.бражена блок-схема устройства.

Устройство для непрерывного измерения переменной величины содержйт следящую систему 1, датчик 2 положения, исполнительный элемент 3, детектор 4 ошибки, измеритель 5 рассогласования, блок 6 вычитания, фильтры 7 и. 8, сумматоры 9 и 10, пороговый элемент 11, реверсивный счетчик 12, цифроаналоговый преобразователь 13, блок 14 формирования эталона, генератор 15 тактовых импульсов.

Устройство р зотает следующим обр,азом.

В начальном положении счетчик 12 установлен в состояние, в котором в старший его разряд записана "1", а в остальные разряды — ".0", а цифроаналоговый преобразователь 13 и фильтр 8 настроены таким образом, что при этом на выходе-фильтра 8 образуется нулевой сигнал. Блок 14 формирования эталона, не имеющий случайных флюктуаций, динамические характеристики которого близки к динамическим характеристикам измеряемой переменной, определяет в этом случае программу движения исполнительного элемента 3.

Реальное положение исполнительного элемента 3((1, отсчитанное по показателям датчика 2 положения, сравнивается с эталонным.(в детекторе 4 ошибки. Возникающий в процессе сравнения сигнал ошибки бф = g — (с выхо.д дом детектора 4 подается в исполнител . ный элемент 3 для отработки.

В общем случае величина,сигнала ошибки hq, определяется точностными характеристиками следящей системы 1 и принципиально не может равняться нулю.

Одновременно с вычислением сигнала ошИбки Ьф производится в измерителе 5 рассогласова п я опредепенне рас11231

2 (3 ч

4Ч о ю °

Составитель Г.Нефедова

Редактор Н.Данкулич Техред М.Гергель Корректор О.Билак

Заказ 8139/39 Тираж 841 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. Проектная, 4 согласования дц, существующего

3„ между измеряеиои переменной(р и положением исполнительного элемента 3 g, Последующее вычитание в блоке 6 вычитания кз измеренного рассогласования сигнала Ьф ошибки следящей сис-темы Йф,.позволяет определить откло- 10 кение 4g ««ОО2- 4М, = g j -92 измеряемой переменной ф от ее эталона(у и делает это отклонение независимым от собственных ошибок следящей системы 1 ° 15

Если измеряеиая переменнаяф явля.ется суммой:истиннойф„ и флюктуационной 3 „, составляющих 3 ист й1, 20 то отклонение ау также будет являться суммой реально существукщего от клонения 0 измеряемой переменной от эталона. и флюктуационной составляющей 5п,, т.е.

25 б

Последующая фильтрация отклонения

AQ фильтром 7 позволяет уиеньшить составляющую п и. получить уточненную оценку реально существующего отюхонения .

Результат измерений формируется в виде сумчыф „= ). + dg в сумматоре 9.

35 . В качестве эталона пользуется либо априорные данные об измеряемой переменной (начальная величина, скорость, ускорение и т.п.), либо эталон строится в виде экстраполирующей функции на основании проводимых измерений: В любом случае ошибки апр,орных данных и экстраполяции могут

)23 4 повысит ь ли нейную част ь участка дискриминационной характеристики измерителя 5 рассогласования. Для того, чтобы избежать возникающей при этом погрешности определения 4 1 (а значит Hip/3 ), лоследний i поступает на пороговый элемент с характеристикой

О l-6(фя/ - 4ц у

6 ф Иъ 14у (>4qо

При этом величина Щ определяется величиной линейной части дискриминационной характеристики измерителя 5 рассогласования. Пока y=0 счет.чик 12.находится. в начальном состояI нии. Знак сигнала у определяет в ка.ком режиме . находится счетчик 12 (пря мого счета при Я > О или обратного счета 0).Цифроаналоговый преобразователь 13 и фильтр 8 формируют корректирующее напряжение ЬЯ смещающее значение эталона ф таким образом, чтобы .отрабатываемый сигнал лежал на линейном участке дискриминационной характеристики измерителя

5 рассогласования (Ч = О) . Диапазон счетчика 12 и частота счета выбираются таким образом, чтобы обеспечить плавность коррекции во всем.динамическом диапазоне измеряемого сигнала ф3 и для максимально возможных ошибок задания эталонного сигнала.

Таким образом, независимо.от величины отклонения эталона от изме ряемой величины устраняется погрешность следящей системы. Кроме того, максимально допустимая скорость изменения измеряемой величины у предлагаемого устройства на порядок вьшее, чем у известного, что значительно увеличивает его надежность и расширяет диапазон действия.