Устройство поверки измерительных приборов переменного тока Советский патент 1986 года по МПК G01R35/00 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к поверке измерительных приборов переменного тока.

Цель изобретения - повышение точности и расширение функциональных возможностей поверки.

На фиг.1 изображена структурная схема устройства поверки ; на фиг,2 - структурная схема блока формирования режима дискретизации; на фиг.З - структурная схема гиперболического экстраполятора предела.

Устройство поверки содержит блок 1 программного управления, блок 2 вычисления погрешностей, аналого- цифровой преобразователь 3 (АЦП), коммутатор 4, гиперболический экс- траполятор 5 предела, блок 6 формирования режима дискретизации, цифровой генератор 7 испытательных сигналов и поверяемые приборы 8, выходы которых через коммутатор 4, АЦП 3, блок 2 вычисления погрешностей, гиперболический зкстраполятор 5 предела, блок 1 программного управления, блок 6 формирования режима дискретизации подключены к входу генератора 7 испытательных сигналов, выход которого подключен к входам по-веряемых приборов 8 и к входу коммутатора .4. Кроме того, второй выход блока 1 программного управления подключен к управляющему входу коммутатора 4,

Блок 6 формирования режима дискретизации содержит последовательно соединенные генератор 9 импульсов и счетчик 10 импульсов, выходы которого подключены к первым входам блоков 12 совпадения, вторые входы которых подключены к выходам дешифратора 11, а выходь - к входам элемента 13 ИЛИ, выход которого через двоичный счетчик 14 подключен к выходу блока 6 формирования режима дискретизации, а его входом является вход дешифратора 11.

Гиперболический зкстраполятор 5 предела содержит блоки 15 и 16 вычи- „тания кодов, входы которых являются входами гиперболического экстраполятора 5 пределов, перемножитель 17, первьШ вход которого подключен к первому входу блока 15 вычитания кодов , второй вход перемножителя 17 подключен к выходу блока 16 вычитания кодов, а его выход - к первому

21625

входу блока 18 деления, второй вход которого подключен к выходу блока 15 вычитания кодов, задатчик 19 граничного значения, выход которого под5 ключен к блоку 20 вычитания кодов, второй вход которого подключен к выходу блока 18 деления и к входу блока 21 перемножения, второй вход . которого подключен к второму входу

0 блока 15 вычитания кодов, блок 22 деления, входы которого подключены к выходу задатчика 19 граничного значения и к выходу блока 21 перемножения, а выходы блока 20 вычита 5 ния кодов и блока 22 деления являются выходами гиперболического экстраполятора 5 предела.

Устройство работает следующим образом.

20 Генератор 7 вырабатывает ряд переменных испытательных сигналов в виде кусочно-ступенчатых аппрокси- мационных напряжений (токов) которые поступают на поверяемые приборы

25 8 в качестве входных информационньпс сигналов. В первом такте работы блок 1 программного управления через коммутатор 4 периодически подключает сигналы с выхода генератора 7 к входу

30 АЦП 3. Полученная в результате совокупность цифровых эквивалентов дискретных значений испытательных сигт- налов запоминается в блоке 2. По запомненным значениям в конце первого

35 такта вычисляются необходимые инфор- . мационные параметры эталонных сигналов (действующие, средние значения, мощность и т.д.). Во втором такте работы по сигналам от блока 1

40 программного управления коммутатор 4 производит поочередное подключение выходов поверяемых приборов 8 к входу АЦП 3, на выходе которого образуются коды выходных информа45 ционных параметров поверяемых приборов. В блоке 2 осуществляется вычисление погрешностей и их регистрация .

По окончании основного этапа

50 поверки блок 1 программного управления последовательно во времени вырабатывает ряд кодов с нарастающим или убывающим итогом. Блок 6 . формирования режима дискретизации

55 обеспечивает пропорциональное входным кодам число тактов дискретизации на периоде испытательных сигналов. Блок 1 при каждом коде на

3 .1221

втором выходе обеспечивает повторение двух первых тактов работы устройства и определение погрешностей поверяемых приборов блоком 2 на каждой частоте дискретизации. Получен-г.:. 5 нал погрешность состоит из основной систематической погрешности измерительного прибора и погрешности, обусловленной дискретизацией и кванто10

ванием при синтезе испытательных

сигналов. Известно, что зависимость погрешности квантования от частоты дискретизации имеет гиперболический характер. Поэтому для вьщеления этой составляющей из суммарной не- oбxoди dc осуществлять экстраполяцию полученной зависимости с вычислением асимптотического предела. Его значение соответствует систематической погрешности. Экстраполятор 5 осуществляет вьщеление этой сос- тавлякщей путем предельной гиперболической экстраполяции (асимптотической аппроксимации) исходного ряда. Затем вычитанием систематичес- кой составляющей из исходного ряда определяется вторая составляющая. В экстраполяторе 5 происходит также сравнение выделенной составляющей с граничным ее значением, задавае- мым для группы поверяемых приборов с одинаковым классом точности. После превьщ1ения граничного значения блок 1 прекращает смену кодов на втором выходе. Таким образом, осу- ществляется выбор и установка блоком 1 программного управления оптимальной частоты дискретизации. Если погрешность квантования превышает граничное значение на любой частоте дискретизации, гиперболический экс- траполятор 5 предела сигнализирует

0недопустимости поверки данного типа приборов на конкретной поверочной установке и вычисляет необходимую частоту дискретизации.

Блок 6 формирования режима дискретизации (фиг.2) работает следзтощим образом.

Двоичный код, приходящий от блока

1программного управления на дешифратор 11, преобразуется в нем в единичный позиционный код, поступающий на первые входы блоков 12 совпадения, вторые входы которых подключены к соответствующим выходам счетчика 10 импульсов. Генератор 9 импульсов постоянно вырабатывает импульсы на

25.4

счетчик 10 импульсов. В зависимости от поступающего на дешифратор 11 / кода открываются соответствующие блоки 12 совпадения, что меняет частоту дискретизации с изменением разрядности выходного кода.

Дпя иллюстрации работы гиперболического Экстраполятора предела запишем результирзтощ5то погрешность поверки при кусочно-ступенчатой аппроксимации эталонных сигналов:

.

(1)

где

сГотносительная сз ммарная погрешность;

N С число интервалов дискре,ти- зации на периоде синтезируемых колебаний; относительная систематическая погрешность поверяемых приборов.

В выражении (I) член K/N - погрешность квантования, которую в простейшем случае можно определить по двум измерениям с разными значениями N (N и N), которые задаются блоком программного управления. С выхода блока вычисления погрешностей поступают значения N и N, а также соответствующие им значения относительной суммарной погрешности 5 и По выражению (1) можно определить отклонения погрешности квантования в первой точке от допустимой и необходимое число интервалов дискретизации (N,):

K/N.- а - а; (2)

N,- N

- ifcAlNtN a(N,-Nj

(3)

где а - допустимое значение погрешности квантования, задаваемого задат- чиком 19 граничного значения. Согласно приведенным вырадениям (2) и (З) реализована функциональная схема (фиг.З).

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет значительно уменьшить ошибки поверки первого и второго родов, вызванные влиянием неидеальности меры (погрешности квантования и дискретизации), т.е. уменьшает вероятность присвоения поверяемому прибору класса точности как в большую, так и в меньшую сторону, повысить производительность поверки путем определения рабочего диапа51

зона частот и выбора ontHMajibHou частоты дискретизации (при этом снижаются временные затраты по первому такту работы), Кроме того, расширяются функциональные возможности устройства поверки. С его помощью можно определить рабочий диапазон частот дискретизации для данной группы приборов и оценить возможность использования данного поверочного устройства для приборов заданного класса точности, а в случае невозможности использования путем экстраполяции определить минимально возможную частоту дискретизации.

Формула изобретения

Устройство поверки измерительных приборов переменного тока, содержа- щее коммутатор, управляющий вход которого присоединен к первому выходу блока прогр аммного управления, а его первый информационный вход подключен к выходу цифрового гене- ратора испытательных сигналов и через клеммы для подключения поверяемых измерительных приборов связан с вторым входом коммутатора, и выход последнего через аналого-цифро- ври преобразователь соединен с входом блока вычисления погрешностей, о тли чающе е ся тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей поверки, в него дополнительно введены блок формирования режима дискретизации и гиперболический экстра- полятор предела, причем четыре выхода блока вычисления погрешностей связаны с соответствующими входами гиперболического экстраполятора предела, оба выхода которого подключены к соответствуюпщм входам блока программного управления, а второй вы-- ход последнего через блок формиро- вания режима дискретизации подключен к управляющему входу цифрового генератора испытательных сигналов.

2. Устройство по п,1, о т л и - чающееся тем, что блок формирования режима дискретизации состоит из генератора импульсов с подключенным к его выходу счетчиком импульсов, выходы которого присоединены к первым входам соответствующих блоков совпадения, к вторым входам которых присоединены соответствующие выходы дешифратора, вход которого является входом упомянутого блока, причем выходы блоков совпадения подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу двоичного счетчика, а выходы двоичного счетчика являются выходами блока форми- ч рования режима дискретизации.

3. Устройство по п. 1, о .т л и - чающееся тем, что гиперболический экстраполятор предела содержит первый, второй и третий блоки вычитания кодов, первый и второй перемножители, первый и второй блоки деления и задатчик граничного значения , причей первый и второй входы певого блока вычитания кодов и первый второй входы второго блока вычитания кодов являются соответствующими входами гиперболического экстраполятора предела, выход первого блока вычитаг ния кодов присоединен к первому входу первого блока деления, первый вход первого блока вычитания кодов дополнительно присоединен к первому входу первого перемножителя, второй вход которого связан о дыходом второго блока вычиtaния кодов, выход которого подключен к второму .входу первого блока деления, вькод которого связан с первым входом второго перемножителя и первым входом третьего блока вычитания кодов, второй вход второго перемножятеля соединен с вторым входом первого блока вычитания кодов, а выход - с первым входом второго блока деления, выход которого является вторым выходом гиперболического экстраполятора предела, выход задатчика граничного значения присоединен к второму входу третьего блока вычитания кодов и второму входу второго блока деления, а выход третьего блока вычитания кодов является первым ВЫХОДОМ гиперболического экстраполятора предела.

fL

Sf

Л

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для поверки измерительных приборов переменного тока. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей поверки Устройство со- держит блок 1 программного управления, блок 2 вычисления погрешностей, аналого-цифровой преобразователь 3, коммутатор 4, цифровой генератор 7 испытательных сигналов, поверяемые приборы 8. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены блок 6 формирования режима дискретизации и гиперболический экс- траполятор 5 предела. Функциональные схемы этих блоков приводятся в описании изобретения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. KD to О) IsD СП Фиг,.1