Способ поверки вторичных компенсационно-мостовых измерительных преобразователей Советский патент 1986 года по МПК G01R35/00 

1

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к метрологическому обеспечению электрических измерений неэлектрических величин, и может быть использовано при, по верке вторичных компенсационно-мостовых измерительных преобразователей, предназначенных для работы с параметрическими (емкостными, индуктивными, резистивными ) датчиками быстроизменя- ющйхся физических величин.

Целью изобретения является повышение тбчности поверки за счет снижения методической погрешности путем исключения преобразования образцового элек трического сигнала в изменение информативного параметра датчика.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ поверки аналогового компенса- ционно-мостового измерительного преобразователя, предназначенного для работы с емкостным датчиком переменной площади перекрытия электродов.

В рабочем режиме на датчик подает- ся периодическое напряжение образцовой амплитуды (независимая активная электрическая величина) которое вы- зьшает периодически изменяющийся ток через датчик (промежуточная активная электрическая величина). В режиме поверки датчик заменяется имитатором- конденсатором постоянной емкости. Изменения амплитуды электрического тока через датчик по заданному зако- ну вызываются изменениями амплитуды периодического напряжения, подаваемого на датчик. Получаемые в результате изменения выходного напряжения преобразователя анализируются с по- мощью образцовых измерительных . средств (например, вольтметром nepei менного напряжения).

Уравнение связи изменений информативного параметра датчика, соответст- вующих задаваемым при поверке изменениям независимой энергетической величины, получается из уравнения преобразования компенсационно-мостового преобразователя

АоРх АхРо , C-t)

где Ар - амплитуда независимой активной электрической величины; РХ -информативный параметр; Ад - выходной сигнал преобразова-

теля;

РО - образцовый параметр, однородный с информативным (мера).

71 2

Из выражения (1) находим изменения выходного сигнала 4 А при изменении амплитуды независимой активной электрической величины 4 AQ

Л Ах л АО , (2.)

гЪ

где Руц - начальное значение информативного параметра датчика. Из выражения (1) определяем изменения выходного сигнала, соответствующие изменениям информативного параметра датчика &Pf(

дАх

) АО

где Ар - амплитуда независимой активной электрической величины, воздействующей на датчик в рабочем режиме.

Приравниваем 02)и (3)и решаем полученное уравнение относительно ЛРц

Рхн

Ар

Полученное выражение описьшает связь изменений амплитуды независимой ак гивной электрической величины с эквивалентными изменениями информативного параметра и может быть использовано при экспериментальном определении коэффициента преобразования поверяемого преобразователя и его измене- НИИ, вызванных воздействием различных влияющих факторов.

Устройство для реализации данного способа состоит из генератора 1 образцового напряжения, источника 2 стабильного постоянного напряжения, сумматора 3 напряжений, управляемого источника 4 переменного напряжения, имитатора 5 ёмкостного датчика конденсатора постоянной емкости, авто-, компенсатора 6 переменного тока и образцового вольтметра 7 переменного напряжения, причем выходы генератора

1образцового напряжения и источника

2стабильного постоянного напряжения соединены соответственно с первым и вторым входами сз матора 3 напряжений, выход последнего подключен к входу управляемого источника 4 переменного напряжения, имитатор 5 емкостного датчика включен между выходом управляемого, источника 4 переменного напряжения и входом автокомпенсатора

6 переменного тока, а к выходу послед31

него подключен образцовый вольтметр 7 переменного напряжения,

Устройство работает следующим образом.

Напряжение с выхода сумматора 3 напряжений, равное сумме стабильного постоянного напряжения источника 2 и образцового переменного напряжения (тестового сигнала) с выхода генератора 1, управляет амплитудой переменкого напряжения несущей частоты, действующего на выходе управляемого источника 4 переменного напряжения (частота напряжения этого источника во много раз больше частоты напряже- ния генератора 1 образцового напряжения). При этом амплитуда переменного тока, протекающего через имитатор 5 емкостного датчика, также изменяется чем достигается имитация изменений информативного параметра датчика. Из- менения амплитуды переменного тока . через имитатор 5 емкостного датчика вызьшают изменения выходного сигнала автокомпенсатора 6 переменного тока (т.е. выходного сигнала поверяемого преобразователя), которые измеряются образцовым вольтметром 7 переменного напряжения. При отсутствии погрешности преобразования эти изменения соответствуют формуле (2). При наличии погрешности преобразования изменения выходного С1 гнала автокомпенсатора 6 переменного тока будут отличаться от определяемых по формуле (2), что фиксируется образцовым вольтметром 7 переменного напряжения. Погрешность поверки с помощью предлагаемого устройства будет определяться погрешностями генератора I образцового напряжения, сумматора 3 напряжений, преобразования информативного параметра датчика в ток и образцового вольтметра 7 переменного напряжения. При использовании отечественных се- рийных приборов значение этой погрешности может быть снижено до 0,1% и менее.

Таким образом, при использовании данного способа методическая погрет- нрсть поверки по сравнению с прототипом снижается примерно в 10 раз (0,1% вместо 1%), что позволяет изготавливать и аттестовать точные компенсационно-мостовые измерительные преоб1714

разователи и датчики быстроизменя- ющихся физических величин. Кроме того, в предлагаемом способе нет необходимости в применении варикапов, следовательно, не нужно подавать высокое напряжение смещения, что приводит к повьшению безопасности труда при проведении поверочных операций.

Ф. ормула изобретения

Способ поверки вторичных компенсационно-мостовых измерительных преобразователей, в котором изменяют по известному закону

o Apffa)j-3et).;

где (f () - периодическая функция времени, изменяющаяся с несущей частотой;

Ар - амплитуда независимой активной электрической величины, воздействующей на датчик в рабочем режиме (т.е. при работе с реальным датчиком);

(i) - тестовая функция времени, вид которой определяется задачей поверки (это может быть, например, скачок нала при определении времени затухания переходного процесса поверяемого преобразователя), или синусоидальная функция при определении частотной погрешности преобразователя, промежуточную активную электрическую величину, в которую преобразуется информативный параметр датчика, и, анализируя изменения выходного сигнала поверяемого преобразователя, вычисли- ют погрешность вторичного компенсационно-мостового измерительного, преобразователя, о т л и ч а ю д и и с я тем, что, с целью повьш1ения точности поверки за счет снижения методической погрешности, изменение промежуточной активной электрической величины по известному закону производят путем изменения по такому же закону, независимой активной электрической величины, воздействующей на датчик, при неизменном информативном параметре датчика.

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к метрологическому обеспечению электри-. ческих измерений неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение точности поверки. Устройство, реализующее способ, содержит генератор 1 образцового напряжения, источник 2 стабильного постоянного напряжения, сумматор 3, управляемый источник 4 переменного напряжения, имитатор 5 емкостного датчика конденсатора постоянной емкости, автокомпенсатор 6 переменного тока и вольтметр 7. Измерение промежуточной активной электрической величины по известному закону производят по такому же закону независимой активной электрической величины, воздействующей на датчик при неизменном информативном параметре датчика. В описании приведена закономерность измерения промежуточной активной электрической величины. Использование способа позволяет снизить погрешность поверки примерно в 10 раз. Кроме того, исключается необходимость в использовании варикапов, а следовательно, отпадает необходимость в подаче высокого напряжения смещения, что снижает безопасность труда. 1 ил. i (Л to 4