Способ измерения электрических и неэлектрических величин

Способ измерения электрических и неэлектрических величин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для использования в контрольно-измерительных комплексах, например, в аппаратуре проверки, измерителей виброперемецений . Целью изобретения является повышение быстродействия при однотипных измерениях. Устройство, реализующее способ, содержит колебательный LC-контур 1, образованный катушкой L и конденсатором С, преобразователь 2 тока колебательного контура, переключатель 3, контролируемый объект 4, который перемещается на расстояние ЛЬ в процессе эксплуатации. При измерении перемещения устройство работает как измеритель виброперемещений объекта 4. Первые два такта проводят однократно и вьшолняют ряд измерений и расчетов, по формулам, приведенным в описании изобретения. В третьем такте масштабирзтот значение измеряемой величины до равенства результатов (Л измерений во всех трех тактах и опреС деляют значение измеряемой величины из математического соотношения, приведенного в формуле изобретения. 1 ил. 5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 G 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ RID J, М, /- ь . a Р1

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3879237/24-21 (22) 08.04.85 (46) 30.10.86. Бюл. М- 40 (71) Киевское производственное объединение "Веда" (72) А.Г.Струнин, С.А.Шурпач, А.Н.Соловей, Л.И.Дегтярева, А.В.Севастьянов и Ю.С.Шахновский (53) 62 1.3 17.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1101748, кл. С 01 R 19/00, 1983.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1200182, кл. С 01 R 19/00, 1984. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН (57) Изобретение предназначено для использования в контрольно-измерительных комплексах, например, в аппаратуре проверки, измерителей виброперемещений. Целью изобретения является повышение быстродействия при однотипных измерениях. Устройство, реализующее способ, содержит колебательный

LC-контур 1, образованный катушкой L и конденсатором С, преобразователь 2 тока колебательного контура, переключатель 3, контролируемый объект 4, который перемещается на расстояние

gh в процессе эксплуатации. При измерении перемещения устройство работает как измеритель виброперемещений объекта 4. Первые два такта проводят однократно и выполняют ряд измерений и расчетов, по формулам, приведенным в описании изобретения. В третьем д такте масштабируют значение измеряемой величины до равенства результатов у измерений во всех трех тактах и определяют значение измеряемой величины С из математического соотношения, приведенного в формуле изобретения. ил. ф

1267264

Изобретение относится к измери,тельной технике и предназначено для использования преимущественно в контрольно-измерительных комплексах„ например в аппаратуре поверки измерителей виброперемещений.

Цель изобретения — повышение быстродействия при однотипных измерениях.

Данный способ позволяет измерить относительно быстропеременные процессы

С высокой точностью, что позволяет использовать его для измерения таких параметров вибрирующих объектов, как . виброперемещение, виброскорость и виброускорение.

На чертеже представлено устрой,ство, реализующее предлагаемый способ.

Способ измерения. электрических и неэлектрических величин заключается в следующем.

В первом такте фиксируют результат измерения N, и значения М, образцовой меры, формируемой с погрешностью в Яв

М,= f(М,+вМ), измерительным преобразователем с про-. извольной неизвестной функцией преобразования f(.).

Во втором такте масштабируют значение М образцовой меры, отличное от значения Э, и формируемое с погрешно-стью л М, до равенства результата измерения Й результату " .

М =Е(Км, (М,iьМЦ=N, и фиксируют значение масштабного коэффициента K g в момент установления равенства М, = М .

Первый и второй такты измерения являются градуировочными и проводятся однократно при однотипных измерениях.

В третьем такте масштабируют измеряемый параметр K до равенства результата измерения Мв результату HI .

N.= (» х) =Н, и фиксируют значение масштабного коэффициента. К> в момент установления равенства И = "I

Решая полученные уравнения:

f(nej =1(К„К) (K„,(М,+а МЯ= и (К „Х } относительно Х, получают:

KMã

Хх(".)

Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит колебательный контур 1, образованный выносной катушкой и емкостью С, подключенП вык. — --- — — f (- — )

"выл мак 1 о

О 74 Б где 1и

1 — периметр катушки Ь;

50 Q — - резонансная частота контура 1, — удельная электрическая проводимость материала объекта 4, Π— магнитная проницаемость зазора h, З5 а функция f(,) лишь в простейшем случае может быть аппроксимирована показательной функцией или эллиптическими интегралами второго рода. Выходное напряжение U в н„> вихретокового

40 преобразователя фиксируют и получают

U 8II I,t результат измерения N, бык. макс .

Далее переключатель 3 переводят в положение "б" и подключают к колеба45 тельному контуру 1 резистор R2, больший по номиналу резистора К1. Вращая движок резистора R2, устанавливают выходное напряжение U,„, равное и фиксируют угол поворота

5р движка резистора R2, т.е. масштабный коэффициент К, при котором устанавливается Равенство U<»,, = U> <„. что соответствует уравнению:

И» „, кК2

--" - — — = N, = f(— -) - f(— -) =

R1

55 П выл, макс hh

25. Л.лбы вых. мОкс ный к нему преобразователь 2 тока в напряжение 0 „„ . Через переключатель 3 контур соединен с резисторами

R1 R2, изменяющими его добротность.

5 Выносная катушка L вихретокового преобразователя устанавливается на расстоянии ha от контролируемого объекта 4, который перемещается на расстояние h в процессе эксплуатации.

Устройство может работать в двух режимах: режиме 1 — измерение перемещения h режиме 2 — проверка вихретоковых измерителей виброперемещений, В режиме 1 устройство работает как измеритель виброперемещений объекта

4. В первом такте, проводимом однократно при однотипных измерениях, переключатель 3 переводят в положение

"а", В этом случае в колебательный

20 контур включен прецизионный резистор

R1 значение которого связано с выУ

I ходным напряжением 0 ц„ вихретокового преобразователя соотношением:

3 12

Второй такт также является градуировочным и проводится однократно при однотипных измерениях, например раз в несколько недель или месяцев.

В третьем такте, проводимом непрерывно при измерениях перемещения h объекта 4 относительно неподвижной катушкиЬ вихретокового преобразователя, переключатель 3 находится в положении

"б", а резистор R2 регулируют до равык.I соответствует уравнению:

U арык. гК «Р.2, N f — - -) = N

РЫ Макс к

R1 KR2

2 и фиксируют угол поворота движка резистора R2, т.е. масштабный коэффицие"r Кк

Из полученных уравнений следует, Ф чт.о:

R1 К К2 11о hx

KR2 KR2

f(— -) = f(- — ) о

R2 R2 R1 К вЂ” = (— — — ) — — — —-Ь к Ьо Ьо К(1 —. К)

Следовательно:

hî К R1 о (1 )

hx Кх (1

Из последнего выражения следует, что результат измерения относительного измерения зазора (h /h„) не зависит ни от материала объекта 4, ни от функции преобразования Й(.) вихретокового преобразователя, ни от ее нестабильности в процессе эксплуатации, ни от абсолютного ухода используемых в качестве меры резисторов R1 и R2 и их номиналов, а определяется лишь соотношением углов поворота резистора

R2, проградуированного в перемещениях при установлении равенства выходного напряжения U „„ во всех трех измерительных тактах.

В режиме 2 резисторы R1 и R2 с переключателем 3 используются как мера перемещения, что позволяет проводить поверку приборов беэ извлечения катушки L из корпуса энергетичесхих и газоперекачивающих установок.

67264

Поверка вихретоковых измерителей перемещений осуществляется в три такта, два первых из которых являются градуировочными, проводятся однократно, и по ним определяется правильность установки датчика перемещений (выносной катушки L) на объекте, а затем поверка аппаратуры в диапазоне измерения перемещений. В первом такте

10 переключатель 3 ставят в положение

"а" и фиксируют показания прибора Й,:

N,= (), %h» затем переключатель 3 переводят в положение "б" и изменяют положение движка йотенциометра R2 до равенства показания М, во втором такте покаэинию

К„R2

f(—" — ) =u, Ю gh и фиксируют угол поворота резистора

R2, т.е. коэффициент передачи К„, Таким образом, в первых двух тактах производят градуировку переменного резистора R2 по прецизионному резис- тору R1.

В последующих тактах поверку проводят по уравнению:

hx Kx R1

30 -- = — — — — — (1 - — ) по Ко(1 или эквивалентному ему равенству: пх Л

Ь где h — требуемый начальный зазор о при установке датчика (катушки L) на объекте, К вЂ” известный и соответствующий о зазору h угол поворота ре40 зистора R2 т.е. изменяя К„ (угол поворота резистора R2) относительно заданного Ко, можно снимать показания измерителя перемещений

h = — К

ho к о определяя правильность установки датчика на объекте по равенству и Ко, а также погрешности измерения по отклонению показаний прибора от величины

К» (при — = 1), т.е. несоответствие

hî о показаний прибора углу поворота рези55 стора R2.

Как и при измерении перемещений, погрешность. поверки не зависит от материала объекта 4, от структуры иэме64

12672

Формула изобретения

Составитель В.Скоморохов

Техред Л.Олейник Корректор В.Синицкая

Редактор Л.Пчелинская

Заказ 5766/40

Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

$ рителя и от абсолютного ухода номиналов резисторов R1 и R2 а определяется лишь соотношением углов поворота резистора R2, проградуированного в перемещениях ° 5

Анализ соотношения, из которого определяют искомую величину исследуемого параметра Х, и приведенные примеры реализации предложенного способа показывает, что итоговый результат IO измерения параметров вибрации не зависит от вида неизвестной деформации и нестабильности функции преобразования измерительного преобразователя и от систематической погрешности ме- !5 ры, в качестве которой принято соотношение углов поворота движка переменного резистора, Время измерения, благодаря однократному проведению первых двух тактов измерения значи- 20 тельно уменьшается, что наряду с повышением точности в результате уменьшения динамической погрешности обеспечивает расширение возможного класса измеряемых величин. 25

Способ измерения электрических инеэлектрических величин, основанный на проведении измерений в несколько тактов, в первом из которых измеряют значение образцовой меры М,, во втором масштабируют значение образцовой меры М до равенства результатов измерений укаэанных мер и фиксируют значение масштабного коэффициента отличающийся тем, что, с целью повьш ения быстродействия при однотипных измерениях, первые два такта проводят однократно, а в третьем такте масштабируют значение измеряемой величины Х до равенства результатов измерений во всех трех тактах, при этом фиксируют значение масштабного коэффициента K а значение измеряемой величины Х определяют из соотношения;