Способ измерения электрических и неэлектрических величин

Способ измерения электрических и неэлектрических величин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение предназначено для повышения точности измерения за счет исключения погрешности от нелинейности . Измеряемую и эталонную величины преобразуют и регистрируют результат преобразования. Кроме того, осуществляют преобразование К различных значений вспомогательной измеряемой величины. Результаты соответствующих преобразований запоминают и проводят преобразование К указанных значений вспомогательной измеряемой величины в сумме с измеряемой величиной. Результаты соответствующих преобразований вновь запоминают и проводят преобразование эталонного значения измеряемой величины, которое так же запоминают . Значение измеряемой величины определяют по формуле, приведенной в тексте описания. 1 ил . о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„,, 1347024 А1 (59 4 G 01 R 17/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ.(21) 4020415/24-21 (22) 11 ° 02 ° 86 (46) 23.10.87, Бюл. Ф 39 (72) С.Ю.Лапунов (53) 621.317.311 (088.8) (56) Туричин,А.M. Электрические измерения неэлектрических величин.

M. — Л.: Энергия, 1966, с.367-371. .Бромберг Э.M. и др. Тестовые методы повышения точности измерений.

M. Энергия, 1978, с.167-171. ти. Измеряемую и эталонную величины преобразуют и регистрируют результат преобразования. Кроме того, осуществляют преобразование К различных значений вспомогательной измеряемой величины. Результаты соответствующих преобразований запоминают и проводят преобразование К указанных значений вспомогательной измеряемой величины в сумме с измеряемой величиной. Результаты соответствующих преобразований вновь запоминают и проводят преобразование эталонного значения измеряемой величины, которое так же запоминают. Значение измеряемой величины определяют по формуле, приведенной в тексте описания. 1 ил.

9 (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН, (57) Изобретение предназначено для повышения точности измерения за счет исключения погрешности от нелинейносОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1347024

10 о

Y = В ---- /(1 + C X.

Х о о

2 и

+СХ+...+СХ), 2

X = В-С Х

11 1 11 у.т

2 м 1-1

Х вЂ” Х =  — С - Х

1К+1 2к+1 1к+1 2к+1) См(Х1к+1

М -1

Х2К+1 ) Э

Изобретение относится к измерительно11 технике и может быть использовано для создания измерительных систем с повышенной точностью.

Цель изобретения — повышение точности измерения за счет исключения погрешности от нелинейности °

Проведение дополнительно двух пре" образований, заключающихся в том,,что преобразуют К различных значений вспомогательной измеряемой величины, запоминают результаты соответствую— где M K а величина В и коэффициенты С, -х -х = — c(x -x ) 2 2

12 22 1t 22 позволяет определять с высокой точноотью значения измеряемых электрической и неэлектрической величин, используя для этого сумматор, переключатель, источник эталонной измеряе"мой величины, источник вспомогательной измеряемой величины, системный интерфейсный блок, устройство обработки результатов измерений, индикатор, триггер, клемму Пуск 1, кварцевый генератор, делитель частоты, элемент И, кольцевой делитель частоты, дешифратор.

На чертеже приведена структурная схема устройства для реализации способа измерения электрических и неэлектрических величин.

Устройство, реализующее способ, содержит преобразователь 1 измеряемой величины в постоянное напряжение, обратный преобразователь 2, входной зажим 3, блок 4 сравнения, аналогоцифровой преобразователь 5, ключи б и 7, сумматор 8, переключатель 9, источник 10 эталонной измеряемой величины, источник 11 вспомогательной измеряемой физической величины,системный интерфейсный блок 12, блок 13 обработки результатов измерений,индикатор 14, триггер 15, клемму К

"Пуск", кварцевый генератор 17, элемент И 18, делитель 19 частоты, кольцевой делитель 20 частоты, дешифращих преобразований Х22 Х 3, °, °, 23

Х ., проводят преобразование К К.1 указанных значений вспомогательной измеряемой величины в сумме с измеряемой величиной, запоминают результаты соответствующих преобразований

Х,Х,. ° .,Х, проводят преобра1о чк41 зование эталонного значения Y изме6 ряемой величины, запоминают результат преобразования Х, определяют значения измеряемой величины Y no формуле

С -,...,С определяются из системы линейных уравнений вида тор 21, причем зажим 3 через ключ 6 соединен с первым входом сумматора

8, второй вход которого через ключ 7 соединен с выходом переключателя 9, первый вход последнего соединен с источником 10, а второй его вход — с источником 11, выход сумматора 8 через последовательно соединенные блок

4 сравнения, преобразователи 1 и 5, блоки 12 и 13 соединен с индикатором

14, выход преобразователя 1 через преобразователь 2 соединен с вторым входом блока 4 сравнения, выход генератора 17 через последовательно соединенные элемент И l8, делитель 19 и 20 соединен с дешифратором 21, связанным с ключами 6 и 7, переключателем 9, источником ll, блоком.12 и нулевым входом триггера 15, выход которого соединен с вторым входом элемента И 18, единичный вход триггера 15 связан с клеммой 16„

Устройство, реализуюшее способ, работает следующим образом.

При поступлении импульса "Пуск" на клемму 16, связанную с единичным входом триггера 15, на единичном выходе последнего устанавливается "1", которая поступает на второй вход элемента И 18, при этом импульсы частотой следования f с ь-"ыхода генератора 17 поступают на вход делителя

l9, с выхода которого на вход делиз

134702 теля 20 поступают импульсы с частотой следования 2 Гц. Дешифратор 21 формирует управляющие сигналы. Первый импульс с выхода делителя 19 устанавливает ключ 6 в разомкнутое, а ключ 7

5 в замкнутое положения, переключатель— в положение II на выходе источника

11 устанавливается значение измеряемой величины У,, которое поступает на первый вход блока 4. На выходе преобразователя 5 имеется значение цифрового кода Х 22, соответствующего скомпенсированной величине YI . Зависимость между значением цифрового ко- 15 да Х на выходе преобразователя 5 и значением измеряемой величины Y на первом входе блока 4 сравнения имеет, с учетом нелинейности преобразователей 1 и 2, их мультипликативной погрешности, вид

4 4

Представим нелинейность преобразования F(X) в виде полинома степени

M+1

Y = S(X + С Х +... + С Х ), (2)

С приходом второго импульса с выхода делителя 19 код Х 22 вводится через блок 12 в память блока 13, Третий импульс устанавливает на выходе источника 11 значение измеряемой физической величины Y . На выходе преобразователя 5 имеется цифровой код

Х 2, соответствующий скомпенсированной величине Y По команде четвертоrg го импульса код Х вводится через блок 12 з память блока 13.

С приходом 2К импульса в памяти блока 13 накапливается К значений кодов Х22 — Х2к„, соответствущих К выходным значениям источника 11. Значения Y Y,...,Y измеряемой велик чины связаны согласно соотношению (2) со значениями цифрового кода

Х 2,...,Х2,,! уравнениями

Y = $ (Х+ Г(Х)), где S

Р (Х) (3) I (4К+1) импульса ключ 7 переводится в разомкнутое положение, при этом на вход блока 4 поступает измеряемая величина Y На выходе преобразователя 5 получают цифровой код Х„„, соответствующий скомпенсированной величине У. (4К+2) импульс с выхода делителя 19 посредством дешифратора 21 вводит через блок 12 код Х в па!

1 мять блока 13, Значения Y, (Y + Y),..., (Y + Y) измеряемой величины связаны согласно соотношению (2) с цифровыми кодами уравнениями

Х,, Х,... Х

С Хм!! ) . м

М !.1

+СХ). (4) + . ° . + С„Х,"„",, ) .. мы (3) нулевьм, получают систему линейных уравнений вида

2.

C 1Х1К11

+ У = Б(Х„„1!

2 (Х„-Х) =  — С,(Х„, — Х„) — ...

Х22 ) (5) С (Xi

2 — Х2„,, ) — крутизна преобразования; — нелинейность преобразования. 25 (2К+1) импульс делителя 19 устанавливает ключ 6 в замкнутое положение, а на выходе источника 11 значение измеряемой величины Y . .В ! этом случае на вход блока 4 сравне- З5 ния поступает значение измеряемой величины (Y „ + У). На выходе преобразователя 5 имеется цифровой код Х, соответствующий скомпенсированной величине (Y, + Y). По команде (2К+2) 40 импульса код X вводится в память блока 13 через блок 12.

С приходом 4К импульса в памяти блока 13 накапливается К значений кодов Х!

12 ° ° "«+ 1 ° По к оманде

Y =- S(X1, + С Х вычитая из уравнений системы (4) соответствующие уравнения системы (3), полагая первое уравнение систеВ - С Х2 — С Х м+!

1 1!

° ° ° м

2 (Մ— Х qy,» ) — В С (Х!!!+1 м+! М1!

° ° ° С.м(Х1 .!! 2к! 1 ) э

1347024

Y =S(X, +С1Х, + ... +С„Х ), (6) у, Y = В ---- /(1 + С Х

Х о о

+ ... -СХ). (7) Y — В -- -- /(1 + С Х

Х

1 О о

Х = В - С Х

11 1 11

С X„

X Õ = В-С (Х

22 1 12

2 (л 1

1к+1 2.к+1 —  — С1 (Х1к 1 Х2к+ ) ... — С (Х, P4+ t

Х2к ) Y где В

С приходом (4К+3) импульса с выхода делителя 19 по команде дешифратора 21 блок 13 решает систему (5), определяет коэффициент С,...,С,„ и значение величины В, После окончания процесса вычислений с приходом (4К+10) импульса переключатель 9 пеС приходом (4К+11) импульса код

Х, вводится в память блока 13. (4К+12) импульс дает команду бло— ку 13 на вычйсление измеряемой величины У по формуле (7),, используя определенные ранее коэффициенты

С,С2,...,С„, величину В, значение

19 эталонной величины У, и результат компенсации Х ° После окончания проо цесса вычислений (с приходом (4К+17) импульса) значение измеряемой величины Y индицируется на индикаторе 14.

При поступлении (4К+18) импульса дешифратор 21 посылает на нулевой вход триггера 15 логическую единицу, триггер переводится в нулевое положение, при этом на вход элемента И 18 поступает логический ноль. Импульсы с выхода генератора 17 не поступают на вход делителя 19, и процесс измерения заканчивается.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать код измеряемой величины, свободной от мультипликативной и нелинейной погрешности преобразователей 1,2 и 5. где М6К, а величину В и коэффициенты С, реводится в положение "1", а ключ 6 размыкается. В этом случае на вход системы (4) поступает эталонное зна-.

5 чение Y измеряемой величины с выЮ хода источника 10. На выходе преобразователя 5 имеется код Х, соответствующий скомпенсированной величине

У,, Исходя из уравнения (2) У, и Х, 1р связаны соотношением

Измеряемая величина Y определяется из соотношения (6), учитывая введенные обозначения, по формуле

Формула изобретения

Способ измерения электрических и неэлектрических величин, заключающийся в том, что преобразуют измеряемую величину Y и регистрируют результат преобразования X, преобразуют эталонную величину У, и регистрируют

30 результат преобразсвания Х, опредеО1 ляют коэффициенты градуировочной характеристики преобразования, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения погрешности от нелинейности, проводят преобразование К различных значений вспомогательной измеряемой величины, запоминают результаты соответствующих преобразований Х

4Р 2З 2(К+ 1)

X, ..., Х >, проводят преобразование К значений вспомогательной измеряемой величины E сумме с измеряемой величиной,, запоминает результаты соответствующих преобразований Х

„+t

Х,..., Х„< >, а значение измеряемой величины Y определяют по формуле

Хо

С,, „., С„определяют из системы линейных уравнений вида

1347024

Составитель В. Семенчук

Редактор И.Горная Техред И.Попович Корректор В,Бутяга

Заказ 5117/44 Тираж 729 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,Проектна ектная 4