Способ автономной поверки линейности вольтметров и устройство для его осуществления

Способ автономной поверки линейности вольтметров и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

hSXOVCX©ev Cs @ T 8ó

Союз Советских

Социалистических

Республик и 983615 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)заявлено 26.12.78 (21) 2704466/18-21 с присоединением заявки М (23) П риоритет (5! }М. Кл.

G 01 R 35/00

10@) аарстасннын KONHT97

СССР во лалаи изобретений н открытий

Опубликовано 23.12.82. Бюллетень М 47 (53} УДК 621.317.

7.089.6(088.8) Дата опубликования описания 27. 12. 82 (72) Авторы изобретения

А.A. Лотто и Д,А. Диденко (71) Заявитель (54) СПОСОБ АВТОНОМНОЙ ПОВЕРКИ ЛИНЕЙНОСТИ

ВОЛЬТМЕТРОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЦЕСТВЛЕНИЯ ва (21.

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быть использовано для автономной поверки линейности пределов измерения прецизионных вольтметров постоянного тока.

Известны способы поверки вольтметров, основанные на сличении показаний поверяемого вольтметра с показаниями образцового средства измерения или номинальными значениями напряжений образцовой многозначной меры ЭДС 1 1).

Эти способы поверки не могут быть использованы для поверки презиционных; в частности образцовых вольтметров, из-эа отсутствия более точных, чем поверяемый вольметр, образцовых приборов.

Наиболее близким техническим ре20 шением к изобретению является способ автономной поверки линейности многодекадных устройств, основанный на сравнении сумм напряжений нарастающих ступеней поверяемого многодекадного устройства с номинальными значениями напряжений регулируемого источника напряжений, и устройство для

его осуществления, содержащее индикатор нуля, источник опорного напряжения (аккумулятор) и регулируемый многодекадный делитель напряжения, выходы которого через декадный переключатель (входящий в состав регулируемого делителя напряжения) подключены к одной иэ входных клемм поверямого многодекадного устройст-.

Недостатками этого способа и реализующего его устройства являются невысокая точность и значительная трудоемкость поверки, а также невозможность использования их для поверки цифровых вольметров.

Целью изобретения является повышение точности, уменьшение трудоем9836 кости поверки и расширение области применения.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу автономной поверки линейности вольтметров, основанному на сравнении показаний поверяемого вольтметра с номинальными значениями напряжений регулируемого источника напряжений и включающему выравнивание опорных напряжений пове- 1о ряемого вольтметра и регулируемого источника напряжений и установку на декаде регулируемого источника напряжения, равного напряжению старшей поверяемой декады с номером m равным М, увеличивает напряжение на декаде регулируемого источника напряжений в К раз по сравнению с напряжением поверяемой декады с номером m и, если m равно М, сравнивают напряжения на каждой ступени декады регулируемого источника с напряжением на одной ступени и выравнивают их, а если m не равно М, сравнивают напряжение на декаде регулируемого ис- 25 точника с напряжением на одной ступени этой декады, запомненным при поверке предыдущей старшей декады: вольтметра, и выравнивают их, после чего запоминают напряжение на одной ступени декады регулируемого источника напряжений, уменьшают напряже-ние на декаде регулируемого источника напряжений в К раз до напряжения

m-й декады поверяемого вольтметра, 35 поверяют линейность декады вольтметра с номером m и, если m меньше mo, устанавливают на декаде регулируемого источника напряжение> равное напряжению tm+1)-й декады поверяемого вольтметра, и повторяют последовательно все операции, начиная с операции увеличения напряжения на декаде регулируемого источника напряжений в К раз до окончания поверки младшей поверяемой декады с номером т .

Для реализации предлагаемого способа в устройство, содержащее источник опорного напряжения и регулируе- 50 мую резистивную декаду, выходы которой через декадный переключатель подключены к одной из входных клемм llo веряемого вольтметра, введены источник тока, дополнительный декадный 55 переключатель, переключаемый синхронно с декадным переключателем, переключатели опорного напряжения и ре15 4 жима поверки и делитель опорного напряжения, входы которого объединены с выводами источника опорного напряжения и соответственно подключены к одной из входных клемм источника тока и первому контакту переключателя опорного напряжения, второй контакт которого подключен к выходу делителя опорного напряжения, а средний контакт - к другой входной клемме источника тока, выходные. клеммы которого подключены, к входам регулируемой реэистивной декады, выходы которой через смещенный относительно декадного переключателя на чэдин шаг дополнительный декадный переключатель подключены к первому контакту переключателя режима поверки, второй контакт которого подключен к одному из входов регулируемой реэистивной декады, а средний контакт - к другой входной клемме поверяемого вольтметра.

На фиг. 1 приведена граф-схема алгоритма предлагаемого способа автономной поверки линейности вольтметров; на фиг. 2 - структурная электрическая схема устройства для его реализации.

Внутри условных и операторных вершин граф-схемы алгоритма поверки записаны следующие поверочные операции в содержательных терминах: 1 - выравнивают опорные напряженйя поверяемого вольтметра и регулируемого источника напряжений; 2 — устанавливают на декаде регулируемого источника напряжение, равное напряжению старшей поверяемой декады с номером

m = M; 3 - увеличивают напряжение на декаде регулируемого источника напряжений в К раэ по сравнению с напряжением поверяемой декады с номером m; 4 - сравнивают напряжения на каждой ступени декады регулируемого источника с напряжением на одной ступени и выравнивают их; 5 — сравнивают напряжение на декаде регулируемого. источника напряжений с напряжением на одной ступени этой декады, запомненным при поверке предыдущей старшей декады вольтметра, и выравнивают их; 6 - запоминают напряжение на одной ступени декады регулируемого источника напряжений; 7 - уменьшают напряжение на декаде регулируемого источника напряжений в К раз до напряжения декады поверяемого вольтмет5 9836 ра с номером m; 8 - поверяют линейность декады вольтметра с номером m;

9 " устанавливают на декаде регулируемого источника напряжение, равное напряжению декады поверяемого вольт-. 5 метра с номером m : = m+1„

Устройство содержит регулируемый источник 1 тока, включающий входные клеммы 2 для подключения источника

3 опорного напряжения или выхода де. лителя 4 опорного напряжения с коэффициентом деления К и выходные клеммы 5 для подключения регулируемой резистивной декады 6, два синхронно переключаемых декадных переключателя 7 и 8, смещенных один относительно другого на один шаг (ступень}, и переключатели 9 опорного напряжения и режима поверки 10.

Источник 1 тока со встроенным пе" 20 реключателем и органами регулировки пределов выходного тока I „ совместно с регулируемой декадой 6 образуют однодекадный регулируемый источник

ll напряжений, величина выходного на- 25 пряжения U<,". = I ° ;гR„. которого on1 ределяется величиной протекающего через равновеликие сопротивления R ° I декады 6 тока 1 „ устанавливаемого встроенным переключателем пределов 30 тока источника 1 тока, При этом, номинальное значение тока 1„ источника 1 тока задается значением опорно-

-го напряжения U делителя 4 опорного напряжения и может увеличиваться З5 в К раз (I „) на любом пределе m источника 1 тока путем подключения к его входным клеммам 2 источника опорного напряжения 3 с напряжением Е, в К раз большим напряжениям U>.

Переключатель 10, переключаемый синхронно с переключателем 9 опорного напряжения, обеспечивает режим поверки вольтметра l2 и калибровки линейности резистивной декады 6.

В режиме "Поверка" замкнуты контакты аЬ переключателей 9 и 10, при этом на декаде 6 устанавливается напряжение Ц, равное напряжению поверяемой декады m вольтметра, и соответствующие поверяемым точкам суммы напряжений U . „ нарастающих ступеней декады 6 переключателем 7 последовательно подают на вход поверяемого вольтметра 12.

В режиме "Калибровка" замкнуты контакты ас переключателей 9 и 10 и увеличенный в К раэ ток I источ15 б ника тока создает на декаде 6 напряжение Ц „ увеличенное в К раз по

К сравнению с напряжением поверяемой декады вольтметра. При этом, увеличенные в К раз напряжения U „ ступеней декады 6 переключателями 7 и 8 последовательно подают на вход поверяемого вольметра для сравнения и выравнивания их по напряжению одной иэ ступеней путем изменения сопротивлений R< ступеней декады 6.

Для пояснения сущности предлагаемого способа рассмотрим поверку линейности вольтметра на пределе изме" рения 1 В. При этом коэффициент деления К делителя 4 опорного напряжения может быть любым и, в частности, равным (для удобства) 10, а значения опорного напряжения Е и равновеликих сопоотивлений Й могут быть неточными, однако они (k Е и

R ) должны обладать высокой кратковременной эа время поверки) стабильностью.

Согласно граф-схеме алгоритма поверку линейности низковольтных пределов измерения вольтметра осуществляют последовательно, начиная со старшей декады с номером m = М = 1, равной в рассматриваемом случае 1В .

Перед поверкой выравнивают опорное напряжение поверяемого вольтметра по опорному напряжению U< регулируемого источника 11 напряжений, для чего переключатели 9 и 10 устанавливают в положение аЬ, устанавливают на источнике l тока предел тока 1„, соответствующий напряжению tB на декаде 6, и изменением опорного напряжения 1)о устанавливают показание поверяе;ого вольтметра равным номинальному значению 1В. Опорные напряжения можно выравнивать также изменением опорного напряжения поверяемого вольтметра, поскольку при относительных измерениях высокая абсолют" ная точность опорных напряжений не . требуется, Непосредственно перед поверкой линейности старшей декады вольтметра подстраивают линейность резистивной декады 6 регулируемого источника 11 напряжений, для чего установкой переключателей 9 и 10 в положение ас (" Калибровка" ) увеличивают напряжение на декаде 6 в 10 раз (К=10).по сравнению с напряжением 1В старшей поверяемой декады (m=1) вольтметра Т2.

При этом, увеличенные в 10 раз на983615 пряжения 13"„ = 1В ступеней декады

6 переключателями 7 и 8 последовательно подают на поверяемый вольтметр и регулировкой сопротивлений R л ступеней декады 6 выравнивают их по напряжению любой ступени, например первой U, и запоминают соответст1 вующее ему показание N поверяемо4(1 го вольтметра, При выполнении этой операции к точности поверяемого вольт-10 метра не предъявляются высокие требования, поскольку он используется в качестве компаратора для сравнения равновеликих напряжений U ступеА,1 ней, 15

Затем установкой переключателей

9 и 10 в положение ab (Поверка" ) уменьшают напряжение на декаде 6 в

К=10 раз до напряжения U = 1Â стар1 шей поверяемой декады и, используя 20 регулируемый источник 11 напряжений с предварительно подстроенной линейностью резистивной декады,6, поверяют линейность старшей декады с номером п1=М=1 вольтметра путем измере- 25 ния поверяемым вольтметром нарастающих от 0 до 1В ступенями по 0,1В сумм напряжений Ц1 y устанавливаемых переключателем 7.

После этого встроенным переключа- 50 телем пределов тока устанавливают на источнике 1 тока предел тока Ig соответствующий напряжению U = 0,,1В на декаде Ь, затем установкой переключателей 9 и 10 в положение ас вновь увеличивают в K=10 раз напряжение на декаде 6 до напряжения U = 18 которое сравнивают с запомненным при поверке предыдущей старшей декады напряжением первой ступени U q, 4О

1 выравнивают их изменением тока источника 1 тока и запоминают напряжение U> < на первой ступени декады

6. Затем установкой переключателей

9 и 10 в положение яЬ (" Поверка" ) вновь уменьшают нАпряжение на декаде

6 в 10 раэ до напряжения Ug = 0,1В равного напряжению следующей младшей поверяемой декады с номером 1п=М11=2 и аналогично поверяют линейность декады с номером 2 вольтметра 12, По5О верку следующих младших декад с номерами m = 3,...,m осуществляют аналогично, повторяя перечисленные операции в указанной последовательности до окончания поверки линейности младшей поверяемой декады с номером

m = m каждый раз уменьшая на порядок ток 1 источника 1 тока.

Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют повысить точность и уменьшить трудоемкость поверки линейности вольтметров эа счет повышения точности выравнивания равновеликих внутридекадных и междекадных напряжений, уменьшения количества операций, обуславливающих при их последовательном выполнении накапливание погрешности, и умЕньшения времени поверки, а такие за счет уменьшения количества декад регулируемого источника напряжений до одной резистивной декады.

Предлагаемый способ и устройство могут быть использованы для поверки вольтметров постоянного тока любых типов, в том числе и цифровых.

Формула изобретения

1. Способ автономной поверки линейности вольтметров, основанный на сравнении показаний поверяемого вольт метра с номинальными значениями напряжений регулируемого источника напряжений и включающий выравнивание опорных напряжений поверяемого вольтметра и регулируемого источника напряжений и установку на декаде регулируемого источника напряжения, равного напряжению старшей поверяемой декады с номером m, равНым М, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, уменьшения трудоемкости поверки и расширения области применения, увеличивают напряжение на декаде регулируемого источника напряжений в К раз по сравнению с напряжением поверяемой декады с номером m и, если m равно М, сравнивают напряжения на каждой ступени декады регулируемого источника с напряжением на одной ступени и выравнивают их, а если m не равно М, сравнивают напряжение на декаде регулируемого источника с напряжением на одной ступени этой декады, запомненным при поверке предыдущей старшей декады вольтметра, и выравнивают их, после чего запоминают напряжение на одной ступени декады регулируемого источника напряжений, уменьшают напряжение на декаде регулируе" мого источника напряжений в К раз до напряжения m-й декады поверяемого вольтметра, поверяют линейность

9836 декады вольтметра с номером m и, если m меньше mo, устанавливают на декаде регулируемого источника напряжение, равное напряжению (m+1)-й декады поверяемого вольтметра, и повторяют последовательно все операции, начиная с операции увеличения напряжения на декаде регулируемого источника напряжений в К раз, до окончания поверки младшей поверяемой де- 10 кады с номером тп,.

2. Устройство для осуществления .способа по и. 1, .содержащее источник опорного напряжения и регулируемую резистивную декаду, выходы которой 15 через декадный переключатель подключены к одной из входных клемм поверяемого вольтметра, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности, уменьшения трудоем- 20 кости поверки и расширения области . применения, в него введены источник тока, дополнительный декадный переключатель, переключаемый синхронно

:с декадным переключателем, переклю- 2S чатели опорного напряжения и режима поверки и делитель опорного напряжения, входы которого объединены с выводами источника опорного напряжения и соответственно подключены к зв

15 10 одной из входных клемм источника тока и первому контакту переключателя опорного напряжения, второй контакт которого подключен к выходу делителя опорного напряжения, а средний контакт - к другой входной клемме источника тока, выходные клеммы которого подключены к входам регулируемой резистивной декады, выходы которой через смещенный относительно декадного переключателя на один шаг дополнительный декадный переключатель к первому контакту переключателя режима поверки, второй кон" такт которого подключен к одному из входов регулируемой резистивной декады, а средний контакт - к другой входной клемме поверяемого вольтметра, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Современные методы и средства поверки цифровых измерительных приборов. - Сер. Иетрология и измерительная техника, M., ВНИИКИ, 1974, с. 16-18, 2. Потенциометры компенсаторы) постоянного тока измерительные. Методы и средства поверки. ГОСТ 1514369, с.41-43, черт. 12.

Фгг.f

Составитель Т..Веремейкина

Редактор Н Гунько Техред Т,Иаточка . Корректор О. Билак

Заказ 9914/54 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)ОЯ Москва Ж-Я Раушская наб. g. 4Д

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4