Способ измерения электрических и неэлектрических параметров Советский патент 1984 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования при тестовых измерениях различных физических величин. Известен способ определения электрических и неэлектрических параметров ij , предусматривающий измерение исследуемого параметра х при разомкнутой и замкнутой цепи обратной связи измерительного преобразователя возведение коэффициента обратной свя зи в степень, отличную от единицы, например в квадрат, измерение исследуемого параметра х при измененном коэффициенте обратной связи и определение истинного значения f,- исследуемого параметра из соотношения (N, - N,) ,., ист ( N2 У- Nj где N. - результат измерения х при разомкнутой цепи обратной связи; результат измерения х при замкнутой цепи обратной св зи; результат измерения х при замкнутой цепи обратной св зи с измененным коэффициен том обратной связи. Недостаток известного способа св зан со значительной сложностью его практической реализации, обусловлен ной необходимостью перестройки в пр цессе измерений коэффициента обрат ной связи измерительного преобразователя , Наиболее близким техническим реш нием к данному изобретению является способ измерения электрических и не электрических параметров 2j , заклю чающийся в проведении трех последов тельных измерений: вначале исследуем го параметра х, затем исследуемого параметра х вместе с образцовой мерой дх и исследуемого параметра х, умноженного на козффициент. К переда чи входного звена, и определении ис тинного значения х исследуемого параметра из соотношения - Г(5)1Н11сх)Дх tN(x) - N(x+ux)J:(k-l) где N(x) - результат измерения xj N(kx)- результат измерения kx| N(2+АХ)- результат измерения .X -Ьдх. 5 2 Указанный способ позволяет получить результат х, инвариантным к параметрам функции преобразования измерительного канала при ее кусочно-линейном описании отрезками N a,j + ,, ,(3) где m - номеручастка аппроксимации ; й- ,, параметры функции преобразования измерительного канала. Однако при практической реализации известного способа имеет место методическая погрешность $ змерения, вызванная многоконтактностью измерительного процесса. Целью изобретения является повышение fочности измерения. Поставленная цель-достигается тем, что, согласно способу измерения электрических и неэлектрических параметров, основанному на проведении трех последовательных измерений: вначале исследуемого параметра х, затем исследуемого параметра х вместе с образцовой мерой их и исследуемого параметра X, умноженного на коэффициент k передачи входного звена, вычислении разностей между первым и третьим, первым и вторым результатами измерений, определении отношения указанных разностей и умножении найденного отношения на образцовую меру их, - полученное произведение принимают за новую образцовую меру йХц) проводят четвертое измерение исследуемого параметра X вместе с новой образцовой мерой AXj, а истинное значение X|(, исследуемого параметра определяют из соотношения N(x)-N(kx) ,,. NCxbNTx+JvxJaCk-l) где N(x-i-ax )- результат измерения х+йхц; N(x) - результат измерения х; N(kx) - результат измерения kx. Известно, что через две точки можно абсолютно точно провести график полинома первой степени (3). Предположим, что две точки (М,х),( +дх), соответствующие двум первым тактовым преобразованиям, принадлежат уравнению (З), а точка (N,kx), соответствующая третьекгу тактовому преобразованию, не принадлежит этому уравнению. При этом в третьем такте измерения возникает погрешность 4., f(kx)-(a,| + a,, kx), (5) где f(kx) - реальная функция преобразования при выключенн входном звене с коэффициентом k передачи. Перепишем выражение (2) с учетом выражения 5) NllilSii ilNl2) 4J( N(x+ux)-N(x) k-1 По разности между выражениями (6 и (2) определяем погрешность тестов го метода измерения N(x+ux)-N(x) (k-l) Если функция f(х) на отрезке х+йх; kx) обладает производными до (n-l)-ro порядка включительно, ее можно разложить в ряд Тейлера. С учетом выражения (2) путем несложны расчетов можно показать, что (xk-x) +а. (l-k)x; (хк-х) . , 0(К-0 5: Переходя от и к приведенной ко в ду входного звена относительной по грешности 8 измерения и ограничива лишь тремя членами размножения f(х) в ряд Тейлора, будем иметь )(iv:-i) .- , ilxi Из выражения (Ю) видно, что8 я ляется функцией к, U X и k, причем оказываетея на нулевом уровне при X + а X Для того, чтобы в заданном диапазоне изменения х8 0, необходимо обеспечить вьтолнение условия 00 любой точке диапазона от х На чертеже представлена структура устройства, реализующегопредложенный способ измерения электрических и неэлектрических величин. Устройстбо содержит адаптивный блок 1 формирования постоянной составляющей аддитивного теста, входное звено 2 с коэффициентом k передачи, измерительный преобразователь 3, аналого-цифровой преобразователь 4, вычислительный блок 5, логический блок 6,сумматоры 7 и Выключи 9-11. Работа устройства происходит следующим образом. С выхода измерительного преобразователя 3 электрический сигнал, пропорциональный исследуемому параметру х, поступает на вход аналогоцифрового преобразователя 4. Цифровой эквивалент параметра х преобразуется в вычислительном блоке 5 в цифровой код и поступает на вход логического блока 6, управляющего работой адаптивного блока 1 формирования постоянной составляющей аддитивного теста. Весь цикл измерения состоит из четырех тактов. При этом, поскольку значение исследуемого параметра х к моменту проведения эксперимента неизвестно, начальное значение образцовой меры выставляется как Х mj После этого isXg - - - 2 проводятся три первых такта измерения, В первом такте, при разомкнутых ключах 9 и 10 и замкнутом ключе П измеряют исследуемый параметр х. Результат измерения при этом определяется соотношением 3 . Во втором тактп, при замкнутых ключах 9 и 11, и третьем акте, при замкнутом ключе 10, измеряются, соответственно, величины х+ьх. kx. Полученные результаты N,N2 N измерений указанных величин обрабаты ваются в вычислительном блоке 5 по алгоритму N ( - N 3 ь X о NI - N.. Поскольку текущее значение х в общем случае не равно j,, о результат исто будет обладатьпогрешностью 8о в соответствии с выражением ClО). Для устранения погрешности SQ в устройстве выполняется дополнительный. 511 четвертый, такт измерения величины X +йхц, где А X((k-l) Xj,j. о- сформированная логическим блоком 6 новая образцовая мера. Получеюшй результат Ny обрабатывается в вычислительном блоке 5 совместно с N;, N-) по алгоритму /JilSiLlSK. «г ( - 1) т.е. в полном соответствии с выражением (4). 268 5 10 5. При этом, если /х - х(,, гдеU - в соответствии с выражением (9) дискретность мер, используемых при формировании Лх, то проводится еще один дополнительный такт измерения X с вновь уточненной образцовой мерой. В большинстве случаев оказывается, однако, достаточным лишь один шаг коррекции образцовой меры их. При этом погрешность 5о практически сводится к нулю, что характеризует повьшенную точность предложенного способа.

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, основанный на проведении трех последовательных измерений: вначале исследуемого параметра х, затем исследуемого параметра х вместе с образцовой мерой л X и исследуемого параметра к. умноженного на коэффициент k передачи входного звена, вычислении разностей -между первым и третьим, первым и вторым результатами измерений, определении отношения указанных разностей и умножении найденного отношения на образцовую меру Дх, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, полученное произведение принимают за новую образцовую меру Ьх,,, проводят четвертое п измерение исследуемого параметра х .вместе с новой образцовой мерой , а истинное значение исследуемого параметра определяют из соотношения -- ( мет N(x) N(x -ьлх) (k-1) X, ся с где N(x) - результат измерения х; N(kx)- результат измерения kx; N(x+ix)-результат измерения х+ьх,., ю 9) 90 X)