Способ измерения электрических и неэлектрических параметров Советский патент 1983 года по МПК G01R19/00 

СО 4; ю Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при реализации систем автоматического контроля, на пример параметров анализаторов спек ра. Известен способ измерения электрических и неэлектрических параметров, согласно которому исследуемый параметр фиксируют трижды, причем два первых измерения выполняют при разомкнутой и замкнутой цепи обратной связи, возведенном в степень, о личную от единицы, а искомую величи ну исследуемого параметра определяют по результатам трех перечисленны измерений 1j. Основной недостаток известного зп особа заключается в значительной затрате времени при осуществлении большого числа однотипных измерений обусловленной необходимостью фиксац исследуемого параметра во всех без исключения тактах измерения. Кроме того, сложна практическая реализаци предопределяющая изменение коэффициента обратной связи. Наиболее близкий к предлагаемому способ измерения электрических и нё электрических параметров основан на проведении четырех последователь ных измерений, первое из которых пр дусматривает фиксацию исследуемого параметра, второе - исследуемого параметра, умноженного-на коэффициент передачи входного звена, третье исследуемого параметра вместе с образцовой мерой, четвертое - исследу мого параметра вместе с образцовой мерой, умноженных на коэффициент передачи входного звена, суммировании результатов второгр и- третьего измерений, а также результатов перво го и четвертого измерений, вычислении разности между результатами пер вого и второго измерений, а также ра ности между найденными ранее суммами, делении одной разности на дру гую, умножении полученного отногЬения на истинное значение образцовой меры и определении искомой величины исследуемого параметра по итоговому произведению 23. Недостатки известного способа так же связаны со значительной затратой времени при осуществлении большого числа однотипных измерений и,кроме того, с невысокой точностью и ограниченным классом иссле 1уемых параметров. Значительное время измерительного процесса обусловлено тем, что исследуемый параметр задействован во всех четырех тактах измерения. Достигаемая точность ограничена скоростью изменения исследуемого параметра. Для получения высокой точности измерения необходимо, чтобы изменение исследуемого параметра в течение четырех тактов измерения б1з1ло достаточно малым. Это условие либо ограничивает класс исследуемых пат раметров, либо предопределяет суще.ственную динамическую погрешность измерения. Предусмотренное известным способом суммирование в третьем и четвертом тактах исследуемого параметра с образцовой мерой, являющейся однородной по физической природе с исследуемым параметром, ограничивает как точность измерения, так и i класс исследуемых параметров, поскольку невсе встречающиеся на практике физические величины удобно суммировать,Цель изобретения - сокращение времени при осуществлении большого числа однотипных измерений, повышение точности и расширение класса исследуемых параметров. . Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения электрических и неэлектрических параметров, основанному на проведении четырех последовательных измерений, первое из которых предусматривает фиксацию исследуемого параметра, а второе - исследуемого параметра, умноженного, н коэффициент передачи входного звена, при третьем и четвертом измерениях, проводимых однократно, фиксируют соответственно образцовую меру и образцовую меру, умноженную на коэффициент передачи входного звена, а искомую величину х исследуемого параметра определяют из соотношения где , результаты первого, второго, третьего и четвертого измерений М - истинное значение образцовой меры. Способ осуществляют следующим образом. В первом такте измерения фиксируют исследуемый параметр.Учитывая, что любую, даже существенно нелинейную, характеристику измерительного преобразователя можно с требуемой точноетью представить с помощью кусочно-ли- нейной аппроксимации отрезками прямых, связь между результатом первого измерения N-, и величиной исследуемого параметра х следует представить в виде N aX-fb, где ел и b - неизвестные коэффициенты, характеризующие измерительный реобразователь и зависящие от различных факторов (.например, дрейфа нуля и наклона характеристики измерительного преобразователя, изменяющихся пся воздействием температуры и вслед ствие старения элементов, из которых выполнен преобразователь ), а так же от величины исследуемого параметра X в силу нелинейности указанной характеристики. Во втором такте измерения фиксируют величину исследуемого.параметра х , умноженного на коэффициент передачи 1с входного звена. Результат второго измерения N связан с ис следуемым параметром х зависимостью : N2 ockx + Ъ, ; Третий и четвертый такты измерени являются градуировочными, предназначенными для определения параметров изме ительного преобразователя. В тр тьем такте фиксируют образцовую меру А . Результат третьего измерения Mj связан с параметрами измеритель ного преобразователя соотношением Mj oi(W + b. I . В четвертом такте измерения фиксируется образцовая мера М, умн6же ная на.коэффициент преобразования k входного звена. Результат четвертого измерения М можно представит в виде .(А +Ъ. Решая полученные, четыре уравнения относительно х , имеем N1 - М IN Анализ этого выражения показывает, что итоговый результат измерения не зависит от коэффициентов 0( Ь , с , т.е. не завиоит от дрейфа нуля, наклона и нелинейности характ тёристики измерительного преобразователя, коэффициента передачи входнр го звена, а также от изменения указанных величин под воздействием тем-/ пературы окружающей среды и вследствие старения элементов, из которых выпотгнен измерительный преобразователь. Временные затраты на проведение большого числа однотипных измерений при применении предлагаемого способа .значительно сокращаются. Так,исследуемый параметр в данном случае задейст . вован только в двуХ тактах измерения. Остальные два такта измерения являются градуировочными, т.е. их выполняют только один раз перед началом измерительного процесса. Временные затраты сокращаются также за счет упрощения-алгоритма обработки. В частности, при определении каждого из параметров по предлагаемому способу из времени вычислений исключается время на выполнение операций суммирования, имеющих место в известных способах. Исследуемый параметр задействован только в двух тактах, поэтому обеспечивается существенное расширение класса исследуемых параметров путем включения в него таких параметров, при измерении которых динамическая погрешность, обусловленная изменением их в течение двух тактов измерительного процесса, не превысит аналогичного значения при применении известных способов. Точность измерения, обеспечиваемая предлагаемым способом, повышается также за счет исключения погрешностей от операций суммирования исследуемого параметра и образцовой меры. Поскольку в данном случае подобное суммирование отсутствуе класс исследуемых параметров-расширяется на такие физические величины (например, температура, длина волны излучения ), суммирование которых является затруднительным или связано с большими погрешностями, хотя и существую меры для точного воспроизведения этих величин.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИ- . ЧЕСКИХ И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, основанный на проведении четырех следовательных измерений, первое из которых предусматривает фиксацию ;. исследуемого параметра, а второе исследуемого параметра, умноженного на коэффициент передачи входного эвена, о 1 л я ч Ш: и- 1 с я тем что, с целью сокращения времени, при осуществлении большого числа однотипных измерений, повышения точнос. ти и расширения класса исследуемых параметров, при третьем и четвертом иэме.рениях,проводимых однократно,фиксируют соответственно образцовую меруи образцовую меру,умноженную а коэф-i фициент передачи входHoi o звена, а искомую величину X исследуемого параметра определяют .из соотношения . / . где 1, результаты первого,S второго, третьего и четвертого измере-/ .НИИ;W М - истинное значение образцовой меры.