Способ измерения отношения двух переменных напряжений и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01R19/10 

1 Изобретение относится к электроизмерительной технике. Цель изобретения - повышение точности. Предлагаемый способ измерения откошения двух переменных напряжений .... ,-.,г rrft-nf-.tf втт TV « ftrrft СТМГО UtJTIT заключается в том, что перед начало измерения производится определение корректирующего коэффициента, обусловленного нелинейностью преобразования переменного напряжения в стоянное. Для этого формируют вспомогательно неградуированное переменное напряжение х и преобразуют его постоянное напряжение у. Характеристика преобразования имеет вид X ау 1 + f(y), где а - крутизна преобразования; f(y) - нелинейность преобразования. Представляют нелинейность f(y) в виде полинома степени (М-1) X + -ь С(„.о-у 1.(2) В результате преобразования для совокупности значений неградуирован ного переменного напряжения (х,, х, ..., X(j) получают совокупность значений настоящего постоянного напояжения (У(), Уг, «..f Ум),которые ; к.кс,у;. ... .кс,..1 преобразуются в цифровой код и запо минаются. Исходя из уравнения (2), можно получить N уравнений, связывающих значения напряжений х и у: ay, 1 + С,у,+ ... + С„.,- , ayji. -н С,у„+ ... + у;-.(3) ч,,,о., „«г, латем делят вспомогательное градуированное переменное напряжение X на коэффициент К, и полученное напряжение х преобразуют в напряжение у. KJIH совокупности значений ( , xj, .... xjlj) получают совокупность значений (у,, у, ..., у ) , также преобразуемых в цифровой код и запоминаемых . Исходя из уравнения (2), можно получить N уравнений, связывающих значения напряжений х и у;; С.уЧ ... :.с„., , Г ау f - ay;D с,у ... с,., у;-(4) Поделив уравнение системы (3) на соответствующие уравнения системы ) получают систему из N нелинейных уравнений Пу, ... ZLC,,

Изобретение относится к электроизмерительной технике.Цель изобретения - повышение, точности измерения. Устройство,реализующее способ,содержит преобразователь 1 переменного напряжения,коммутаторы 5 и 6,управляемый делитель 7 напряжения, аналогоцифровой преобразователь 9 и запомиг Л накиций блок 10. Введение неградуированного источника 8 переменного напряжения, делительного блока 11, перемножителя 12, блока 13 обработки результатов измерений и блока 14 управления позволяет кроме преобразования измеряемых переменных напряжений в постоянные напряжения и определения отношения полученных постоянных напряжений формировать вспомогательное переменное напряжение, преобразуя N значений вспомогательного переменного напряжения в постоянное напряжение, запомнить их результаты, разделить вспомогательное переменное напряжение на коэффициент деления К и преобразовать N значений поделенносл го напряжения в постоянные напряжения, которые измеряются. В описании приведены система управления и отношения, позволяквдие запомнить результаты измерения и получить коэффициенты характеристики нелинейности N5 преобразования переменного напряже05 ния в постоянное. 2 с.п- ф-лы, 1 ил. to 4

Решая систему (5), определяют коэффициенты С,, С,,..., С /ц.| нелинейной функции f(y).

В режиме измерения поочередно преобразуют входные переменные напряжения в постоянные напряжения, которые затем преобразуют в цифровой код и запоминают.

Отношение полученных постоянных напряжений имеет вид

Ji (2i .

.1. У г

X I Ту, )

Однако при наличии сомножителя.

f7- Т формуле (6) точность

измерения будет невысокой.

Поэтому на основании найденных

ранее коэффициентов С

CM-I

2

определяют корректирующий коэффициент « :

..

(7) 1 fCy)

В результате умножения уравнений 50 (6) и (7) получают точное значение отношения входньгх переменных напряжений, не зависимое от нелинейности :преобразования переменного напряжения в постоянное.

55 На чертеже приведена структурная схема устройства для реализации предлагаемо1;о способа измерения отношения двух переменных напряжений. 3, Устройство содержит проеобразова тель 1 переменного напряжения в постоянное, входные зажимы 2 и 3, выходной зажим А, первый 5 и второй 6 коммутаторы, управляемый делитель 7 напряжения, неградуированный источник 8 переменного напряжения, анало го-цифровой преобразователь 9, запо минаюпцтй блок 10, делительный блок 11, перемножитель 12, блок 13 обработки результатов измерений, блок 14 управления, причем входные зажим 2 и 3 соединены с входами коммутато ра 5, выход которого соединен с пер вым Входом коммутатора 5, выход которого соединен с первым входом ком мутатора 6, второй вход коммутатора 6 соединен через делитель 7 с выходом источника 8, выхоц коммутатора 6 через последовательно соединенные преобразователь 1, преобразователь 9,блок 10, блок 11 соединен с первым входом перемножителя 12, второй вход которого соединен с выходом блока 13, первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока 14 соединены соответственно с управляюЕцими входами комму таторов 5 и 6, делителя 7, источника 8,блока 10, блока 11 и-первым входом блока 13, второй вход блока 13 подключен к управляющему выходу блока 10,выходной зажим 4 соединен с выходом перемножителя 12, Блок 13 может быть выполнен, например, на микро-ЭВМ, а блок 14 - на последователь но соединенных генераторе и распреде лителе импульсов. Устройство работает следукицим образом. Дпя определения корректирующего фактора блок 14 переключает коммутатор 6 на второй вход, а делитель 7 в положение, при котором его коэффй- циент деления равен 1. В этом случае на вход преобразователя 1 поступает через делитель 7 сигнал с выхода неградуированного источника 8. Градуировочная характеристика преобразователя 1 имеет вид уравнения (1), С выхода источника В по команде блока 14 последовательно подаются на вход преобразователя 1 неградуированные стабильные значения переменного напряжения х,, х., ..., х. На выходе преоираз-ователя 1 аналогоцифровой преобразователь 9 преобра01зует соответствующие яначен1 я напряжения у,, у, ..., уц в цифровой код, которьй вводится и хранится в запоминающем блоке 10. Затем по команде блока 14 делитель 7 переводится в положение, при котором его коэффициент деления равен К, на выходе источника 8 устанавливаются те же неградуированные уровни переменного напряжения, делителем 7 эти уровни изменяются в К раз (уменьшаются) и подаются последовательно на вход преобразователя 1. Аналого-цифровой преобразователь 9 преобразует соответствукяцие значения постоянного напряжения yj, у, ..., yl, в цифровой код, который вводится и хранится в блоке 10. Решая систему (5), блок 13 определяет коэффициенты С,, С, ...,0,., нелинейной функции f(y). В рабочем режиме блок 14 .переводит коммутатор 6 в положение, при котором на вход преобразователя 1 поочередно поступают переменные напря-жения, отношение которых необходимо измерить.Значения постоянного напряЖения на- выходе преобразователя 1 с помощью аналого-цифрового преобразователя 9 преобразуются в цифровой код и вводятся в блок 10. Делительный блок 11 определяет отношение полученных постоянных напряжений, имеющее вид уравнения (6). По команде блока 14 коды величин у, и у2 вводятся в блок 13, который на основании найденньпс ранее значеНИИ С,, Cj, ., С|Ц,, определяет корректирующий коэффициент и . Значение корректирующего коэффииента ot, поступает на вход перемноителя 12. В результате умножения тношения постоянньзс напряжений на орректируюощй коэффициент на выходе еремножителя 12 имеем согласно уравениям .(6) и (7) точное значение отошения входных переменных напряжеий, не зависимое от нелинейности реобразователя 1 переменного напряения в постоянное. ормула изобретения 1..Способ измерения отношения двух еременных напряжений, заключающийся преобразовании измеряемых переменых напряжений у, и У в постоянные апряжения х. и х, и определении отношения полученных постоянных напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, дополнительно формируют вспомогательно переменное напряжение х, преобразуют N значений вспомогательного переменного напряжения в постоянные напряжения у, которые измеряют, а резуль таты измерения запоминают, затем делят вспомогательное переменное напряжение на коэффициент деления К и преобразуют N значений поделенного, напряжения х в постоянные напряжения у, которые измеряют, а результаты измерения запоминают, решают.систему уравнений -(1 + Z C:yj) к (1 - Z. С;у) , . }где М 1,2,3,..., 1,2,...,N получая коэффициенты С характеристи ки нелинейности преобразования переменного напряжения в постоянное f(y) а искомое значение отношения измеряемых переменных напряжений получают. -- на корректируумножая отношения ющий коэффициент .2. Устройство для измерения отношения двух переменных напряжений, содержащее преобразователь переменного напряжения и нсстоянное, вход которого подключен к выходу второго коммутатора, первый коммутатор, с налого-цифровой преобразователь, управ ляемый делитель напряжения и запоминаю1ций блок, отличающееся тем, что, с целью повьпления точности, в него введены неградуированный источник переменного напряжения, делительный блок, перемножитель, блок управления и блок обработки результатов измерения, первый и второй входные зажимы устройства подключены к первому и второму входам первого коммутатора, выход которого соединен с первым входом второго коммутатора, второй вход которого через управляемый делитель напряжения подключен к неградуированному источнику переменного напряжения, выход преобразователя переменного напряжения в постоянное через последовательно соединенные аналого-цифровой преобразователь, запом1шающий блок, делительный блок и перемножи- тель подключен к выходному зажиму устройства, первый, второй, третий, четвертьш, пятый, шестой и седьмой выходы блока управления подключены соответственно к управляющим входам первого и второго коммутаторов, управляемого делителя напряжения, не-градуированного источника переменного напряжения, запоминающего блока и первому входу блока обработки результатов измерения, второй вход которого соединен с управляющим выходом запоминающего блока, а выход с вторым входом перемножителя..