Устройство для измерения отношения двух одноименных физических величин

Устройство для измерения отношения двух одноименных физических величин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - I повьшение точности измерений и упро щение устройства. Устройство содержит датчик 1 физической величины, коммутатор 4, аналого-цифровой преобразователь 8, многозначную камеру 9, интерфейсный блок 10 и блок 11 обработки результатов измерений. Введение ключей 5 и 6, сумматора 7 и образование новых функциональных связей снижает аддитивную погрешность изме-. рения. 1 ил. (Л с г-А ч /: 7 / САЭ О 00 СО о со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 G 01 R 19/10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3957776/24-21 (22) 30.09.85 (46) 07.05,87,,Бюл. N 17 (72) С.Ю.Лапунов (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н- 813276, кл. G 01 R 19/10, 1979.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1262401, 25.12.85 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ ОДНОИМЕННЫХ ФИЗИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

ÄÄSUÄÄ 1308909 А 1 (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - I повышение точности измерений и упрощение устройства. Устройство содержит датчик 1 физической величины, коммутатор 4, аналого-цифровой преобразователь 8, многозначную камеру 9, интерфейсный блок 10 и блок 11 обработки результатов измерений. Введение ключей 5 и 6, сумматора 7 и образование новых функциональных связей снижает аддитивную погрешность изме-. рения. 1 ил.

1308909 где я МФ1

Х„(U + С Б + е e e° + С Ug„) г М+1

Х1 = Х1 = S(Ug2 С1622 + ° ° ° + C@U22 ) (4) ° ° ° ° ° ° ° ° ° O ° ° ° ° ° ° ° ° O

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °.2

Хк + Х1» Б (0 <11 + С16ю1у 1 + ° ° ° +

М+1

+ CeUZк+1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания прецизионных измерителей отношения одноименных физических величин. -5

Цель изобретения — повышение точности за счет снижения аддитивной погрешности измерения и упрощение.

На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения отно- 10 шения двух одноименных физических ве. личин, Устройство содержит датчик 1 физической величины, входные зажимы 2 и 3, коммутатор 4, ключи 5 и 6, сум- 15 матор 7, аналого-цифровой преобразователь 8, многозначную меру 9 физической величины, интерфейсный блок

10 и блок 11 обработки результатов измерений, в качестве которого мо- 20 жет быть использована микро-3ВМ причем зажимы 2 и 3 соединены с входа.ми коммутатора 4, выход которого через ключ 5 соединен с первым входом сумматора 7, второй вход сумматора 7 через ключ 6 соединен с выходом меры 9, выход сумматора 7 через последовательно соединенные датчик 1, преобразователь 8 и блок 10 соединен с блоком 11.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемые физические величины

Х1 и Х подаются на входные зажимы 2 и 3. На первом этапе ключ 5. замыкается, а ключ 6 размыкается. З5

При этом на вход датчика 1поступают измеряемые физические величины, В этом случае на выходе датчика 1 имеем два значения (в зависимости от положения коммутатора 4), постоянно- 40

ro напряжения, которые преобразуются преобразователем 8 в цифровые коды

U u U . Значения цифрового кода

21 через блок 10 вводятся в память бло ка 11. 45

Градуировочная характеристика датчика 1 имеет вид

Х = S(U + F(U) (1) Х вЂ” входная физическая величина;

U " "постоянное напряжение;

F(U) - нелинейность датчика 1;

8 — крутизна датчика 1.

Представим нелинейность F(U) в виде полинома степени 11+1

X = S(U + C„U +...+ СМU (2)

На втором этапе измерений ключ 5 размыкается, а ключ 6 замыкается.

В этом случае на вход датчика 1 поступает К стабильных значений физической величины с выхода меры 9.

На выходе датчика 1 получим К значений постоянного напряжения, которые преобразуются преобразователем 8 в значения цифрового кода 1112 111

U«„„ . Исходя из соотношения (2), получим К уравнений, связывающих значения физической величины с значениями постоянного напряжения, т М+1

Х1 (U1 + C1U1g +... + См111 (3) ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

z М+1

Хк — Як.1+ СЛк+1+ ° ° ° + СМР1к+1 °

Затем ключ 5 замыкается, а коммутатор 4 переводится в положение "1" °

B этом случае на вход датчика 1 поступают К стабильных значений физической величины в сумме с первой измеряемой физической величиной. На выходе датчика 1 имеем К значений постоянного напряжения, которое посредством преобразователя 8 преобразу- . цифровои код Ц U<> в ° ° ° в

11,„ . Значения цифрового кода вводятся и хранятся в памяти блока 11.

Исходя из уравнения (2), имея результаты измерений постоянного напряжения UU« ", "ак+„

К+1 уравнений вида

8909 4 лем 8 в цифровые коды 13, U

U „+, . Данные цифровые коды последовательно вводятся в память блока 11.

Исходя из соотношения (2), имея результаты измерений постоянного напряжения 0п„, Uq» Uqq получим (К+1)уравнений вида

1 м+

+ ° ° ° + СмU31

Х2 - Б(ЦЗ,+ СЦ „

Х2 = Х, S(u>< + С„Цэ2+ ... + С У " ) ° ° ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

° ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

2 М+1

Х2 + Хк = 8(U 3a>a + С 11 экю + ° . ° + С Зк+ ) 1

Вычитая из уравнений системы (4) темы (3) (полагая первое уравнение и (5) соответствующие уравнения сис- нулевым), получим две системы вида

1 й

U2y = В - С„Б2„ им

° ° ° м11 г а м+ М+

22 12) = В1 - С„(022 U g2) ° . ° — См (U 22

° ° ° ° ° ° ° ° ° ° 1 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

° ° ° ° ° б ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

2К+1 U1Ki1 ) = Вg — С, (Б2к+„- 0q„+„) - ° ° ° -C (U 2 - U

u,„-в,-c„u,„„- ... -c„u,„

М+1

Z 2 М+1 М+1

Сe("S2 — "q2) — ° ° ° — < (u „- 11 „) ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °

° В ° ° ° ° ° ° ° ° 1 ° ° ° ° ° ° 0 ° ° ° ° ° 0

2 Ц+1 М+ (11з 11 1к4.1 ) 2 С (а 1 111 + ) СМ()к+ a +< где В„=Х„, В =Х2 з 9

Решая системы линейных уравнений (Ь) и (7), блок 11 обработки результатов измерений находит величины В„ и В, отношение которых равно искомо-5О му отношению измеряемых величин.

Формула изобретения

Устройство для измерения отношения двух одноименньм физических величин, содержащее последовательно соединенные датчик физической величины и аналого-цифровой преобразова3 130

Затем коммутатор 4 переводится в положение "2". В этом случае на вход датчика 1 поступают последовательно

К значений физической величины в сумме с второй измеряемой физической величиной. На выходе датчика 1 имеем К значений постоянного напряжения, которые преобразуются преобразоватеI тель, коммутатор, входы которого подключены к входным зажимам устройства, неградуированную меру физической величины и последовательно включенные интерфейсный блок и блок обработки результатов измерений, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и упрощения, в него введены сумматор и два ключа, причем выход коммутатора через первый ключ соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через второй ключ соединен с неградуированной мерой физической величины, а выход подключен к входу

Составитель С.Рыбин

Техред М.Ходанич Корр ек тор Л. Пат ай

Редактор Л.Гратилло

Заказ 1792/35

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул. Проектная,4

5 1308909 6 датчика физической величины, выход подключен к входу интерфейсного блоаналого-цифрового преобразователя ка.