Способ определения текущих значений физического параметра Советский патент 1985 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к электро,измерительной технике и предназначено для использования в информационноизмерительных системах. Цель изобретения - упрощение способа путем сокращения объема метрического обслуживания измерительного устройства, а также повышение точности измерений в измерительных каналах с нелинейной характеристикой преобразования. На чертеже представлена общая структура осуществления предложенного способа определения текущих значений физического параметра. Схема состоит из блока 1 аппаратной реализации оператора А прямого преобразования измерительной информащш, блока 2 аппаратной реализации оператора П, приближенно обратного оператору А, блока 3 сравнения с сдиш1цей измерения и блока 4 обработки, передачи и отображения информации Способ осуществляется следующим образом, Для определения тек тцего значения физ1П1еского параметра x(t) применяется измерительное устройство (измерительньй канал информационно-измерительной систем), преобразующее параметр x(t) в сигнал измерительной инфо мации, а затем и сам сигнал. Блок 1 характеризует аппаратную реализацию в измерительном устройстве прямых преобразований измерительной информа ции, блок 2 - аппаратную реализацию преобразования сигнала Y- измеритель ной информации в соответствии- с функцией, обратной градуировочной характеристике измерительного устройства. Это преобразование носит приблизительпьй характер. Операция сравне1шя с единицей измерения, как правило, тех1шчески реализуется при задании градуировочной характеристики,Блок объединяет в себе средства обработки передачи и отображения информации, Одно и то же измерительное устройство используется для осуществления всего цикла последовательных измерений xCtX Вр1ачале вьтолняют первое измереШ1е параметра х. Получают сигнал измерительной информации Yf- . Yi ftiCx,), где X (, - значение параметра в момент первого измерения} f„(х - реальная функция преобра зования измерительного устройства. 11 72 Для получения результата первого измерения в узаконенных единицах измерения выходной сигнал измерительной информащи подвергают преобразованию в соответствии с функцией, обратной градуировочной характеристике измерительного устройства: X, (f,(Y,) q-f fgCxJJ , где X результат первого измерения параметра х, полученных в узаконенных единицах измерений; Cf(Y,) - функция, обратная градуировочной характеристике измерительного устройства. Таким образом, в результате первого измерения получают значение параметра х., вьгоаженное в узаконенных единицах измерения в виде х, и в единицах измерения выходного сигнала измерительной информации в виде Y,. Значения X , и Y. запомиТочность первого изменения характеризуется погрешностью, вызванной отличием реальной функции преобразования fq (х,) измерительного устройства от ее номинального значения к( также отличием номинальной функции преобразования от градуировочнои характеристики: Л, X, - X, (x,) - X,. Второе измерение параметра х выполняют тем же самым измерительным устройством аналогично первому измерению и получают значение параметра Xj, соответствующее моменту второго измерения, в узаконенных единицах измерения в виде Х и в единицах измерения выходного сигнала измерительного устройства в виде Y,. Значения X, и Y запоминают, Определяют разность результатов второго и первого измерений как в узаконенных единицах, так и в размерности выходного сигнала: Д X 1 Xj - X ( uY, Y, - Y, Вьтолняют третье измерение параметра X, но при этом преобразование выходного сигнала Y измерительной информации в соответствии с функцией, обратной градуировочной характеристике измерительного устройства, не осуществляют: Y3 f(x3). где Xj - значение параметра х в момент третьего измерения. Определяют разность выходных сигналов измерительной информации для третьего и второго измерений (в размерности выходного сигнала Y): AY, Y, - Y, Определяют отношение первых двух последовательно полученных разностей выходных сигналов: К, , I 1где К - величина безразмерная , Значение физического параметра х в узаконенных единицах измерения определяют из соотношения:, Xj Х,+ (Х - Xi)(1 + К,), где Xj - значение параметра х, полученное в результате третьего 20 измерения и выраженное в узаконенных единицах измерения; 2 - результаты первого и второго измерений, выраженные в узаконенных единицах измерения; 25 отношение первых двух последовательно полученных, разностей выходных сигналов измерительного устройства. Погрешность А определения значе- ,ния параметра х характеризуется разностью его истинного значения и полученного результата х : Ь Хз - . Указанная погрешность зависит не ОТ соответствия реальной и градуировочной характеристик измерительного устройства в момент третьего измерения, а от погрешности определения значения X в результате первой операции измерения (Х| )и погрешности определения разности значений (х - х,) параметра X в виде (Xj - Х). Соответственно, нет необходимости в метрологическом обслуживании (поверке, регулировке и т.п.) измерительXj диапазона ного устройства в точке измерений. Последуюш;ие операции измерения вьшолняются аналогичным образом. Значение параметра Хц в узаконенных единицах измерения определяют из соотношения: Х , + (Xj - Х)(1 + К,+ +55 + ,., + Д К;), где Kj -отношение двух последовательно полученных разностей так пис тел изм нул опр (, ние изм сра го ная дае зна мер ива О ния реал опре част рой :перв i с ис выходньк сигналов измерительного устройства; и, - Y,4i i 1, 2, Y - Y 1 п - количество операций измерения параметра; Y. - значение выходного сигнала измерительно1 Ь устройства, соответствующее 1-му измерению;результаты первого и втррого измерений параметра, полученные в узаконенных единицах измерения параметра;X 1 - результат к-го измерения параметра, полученный в узаконенных единицах измерения;к - порядковьй номер операции измерения без учета измерен1Ш, в момент вьшолнения которых значение выходного сигнала измерительного устройства не изменилось по сравнению с результатом предьщущего измерения. Для определения X., может быть N же использовано соотношение, заанное в несколько ином виде: Х, X, -ь (X, - X,) Д ..,. Если для любых двух последоваьно полученных выходных сигналов ерительного устройства получена евая разность Y;,, - Y; О, еделение значения параметра х для 1)-ro измерения .не осуществляетт,е, предполагается, что значепараметра в момент (i + 1)-го ерения осталось неизменном по внению с результатом предьщущегоi-ro измерения. Так как указан(i +1)-я операция измере1шя не т новой информации об изменении чения параметра, порядковый но(к + 1)-й операции не присвается. бъем метрологического обслуживаизмерительного устройства при изации предлагаемого способа деляется не всей, а лищь узкой ью диапазона измерений, в котопредполагается выполнение двух оначальных измерений, и связан пользованием только двух образцовых мер (образцовых сигналов), одна из которых может быть нулевой Определения отношения К; каждьк двуХ; последовательно полученных разностей выходных сигналов не только способствует сокращению объема метрологического обслуживания, но и позволяет повысить точность определения значения параметра. Во-первых любая функция преобразования измерительного устройства может быть подвергнута кусочно-линейной аппроксимации, поэтому при определенной частоте выполнения отдельных операций измерения зависимость вькодных сигналов от значения измеряемого параметра, за время вьшолнения последовательных измерений соответствует линейному участку функции преобразования. В этом случае отношение К; не зависит от параметров

функции преобразования и так называемая погрешность нелинейности не влияет на точность результата. Во-вторых, устраняется случайная составляющая погрешности, коэффициент коррекции которой за время выполнения трех последовательных измерений близок к единице.

Признак, заключающийся в определении значений параметра в указанных

единицах измерения на основе конкретной зависимости от результатов первоначальных измерений и полученных значений Kj , также обеспечивает достижение положительного эффекта.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕКУЩИХ ЗНАЧЕНИЙ ФИЗИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА, основанный на первичном преобразовании параметра в сигналы измерительной . информации, вторичном преобразовании сигналов измерительной информации ряде измерений вторично преобразованных сигналов и вьщелении разностей каждых двух последовательно полугшнных ВЫХОДНЫХ сигналов измерительного устройства, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, вторичное преобразование сигналов измерительной информации осуществляют в соответствии с функцией, обратной градуировочной характеристике измерительного устройства, причем только для нескольких, например двух, первоначальных измерений, результаты которых запоминают как в узаконенных единицах измерения параметра, так и в единицах измерения выходного сигнала, находят .отношение каждых двух последовательно полученных разностей выходных сигналов измерительного устройства. не учитьюая нулевые разности, а текуйще значения параметра в узаконенных единицах измерения определяют из соотношеши к к.г, -(Х, - Х,)

Offbe.

Л777

.L

Vi

М

Orn fJoSe/yov otJ

A

K