Устройство для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя Советский патент 1986 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к устройствам автоматической коррекции погрешностей, используемым при метрологическом обеспечении прецизионных измерительно-вычислительных комплексов и информационно-измерительных систем Цель изобретения - повьшение точности автоматической коррекции измерительных преобразователей и упрощение устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя,

Устройство содержит измерительны преобразователь 1,коммутатор 2,входной зажим 3, многозначную неградуированную меру 4 измеряемой величины, выходной зажим 5, сумматор 6, ключ 7, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 8, вычислительный блок 9,двухпозиционный делитель 10 измеряемой величины, индикатор 11 уровня, кварцевый генератор 12, делитель 13 частоты, кольцевой делитель 14 частоты, дешифратор 15 и измеритель 16 выходного сигнала, причем входной зажим 3 соединен с первым входом коммутатора 2, выход которого связан с входом измерительного преобразователя 1, второй вход коммутатора 2 соединен через двухпозиционный делитель 10 измеряемой величины с выходом многозначной неградуированной меры 4 измеряемой величины, вход дешифратора 15 через последовательно соединенные ин- дикатор 11 уровня, кварцевьй генератор 12,делитель 13 частоты, котьцевой делитель 14 частоты связан с входнь1м зажимом 3, выход измерительного преобразователя 1 подключен к измерителю 16 вьпсодного сигнала и сумматору 6р выход измерителя 16 выходного сигнала через последовательно соединенные вычислительный блок 9 ЦАП 8 и ключ 7 подсоединен к второму входу сумматора 6, выходной зажим 5 соединен с выходом сумматора 6, дешифратор 15 связан с многозначной неградуированной мерой 4 измеряемой величины, двухпозиционным делителем 10 измеряемой величины, коммутатором 2, измерителем 16 выходного сигнала, вычислительным блоком 9 и ключом 7.

Устройство работает следукяцим образом.

При поступлении на входной зажим 3 измеряемой величины индикатор 11 уровня запускает кварцевый генератор 12, вырабатывающий последовательност импульсов с частотой следования f, С выхода делителя 13 частоты на вход кольцевого делителя 14 частоты поступают импульсы с частотой 0,5 Гц, Такое значение выходной частоты выбрано с той целью, чтобы за соответстствующий ей интервал времени (2 с) измеритель 16 выходного сигнала осуществил измерение значения выходного сигнала измерительного преобразователя 1, Дешифратор 15 формирует сигналы для управления коммутатором 2, двухпозиционным делителем 10 измеряемой величины, меры 4, измерителем 16 выходного сигнала, вычислительным блоком 9 и ключом 7, Первый импульс с выхода кольцевого делителя

14частоты посредством дешифратора

15устанавливает коммутатор 2 в положение 2, двухпозиционный |Делитель 10 измеряемой величины - в положение 1, при котором его коэффициент деления равен единице, ключ 7 н разомкнутое положение, В этом случае на вход измерительного преобразо-вателя 1 поступают значения измеряемой величины с выхода многозначной неградуированной меры 4 измеряемой величины. Передаточная характеристика измерительного преобразователя 1 имеет следующий вид:

X - S Y + 4(Y)1

(1)

где X - измеряемая величина;

Y - значение выходного сигнала Ч(У) - погрешность, приведенная к выходу измерительного преобразователя 1; S - крутизна передаточной ха- рактеристики у измерительного преобразователя 1, Погрешность Ч(У) можно представить в виде полинома степени Ns

+ а

5(2)

+ ,,,+

«у

,У

Второй импульс с выхода кольцевого делителя 14 частоты посредством дешифратора 15 устана;вливает многозначную неградуированную меру 4 измеряемой величины в положение, при котором значение измеряемой величины на ее выходе равно X,, обнуляет измери312тель 16 выходного сигнала. Затем измеритель 16 вьпсодного сигнала фиксирует значение выходного сигнала преобразователя 1 и вводит результат из мерения Y. в память вычислительного блока 9. С приходом (М + 1)-го импульса с выхода кольцевого делителя 14 частоты дешифратор 15 устанавливает на вы ходе многозначной неградуированной меры 4 значение измеряемой величины Х|, а измеритель 16 выходного сигнала фиксирует соответствующее значени въпсодного сигнала V Вычислительный блок 9 накапливает в памяти М результатов измерений выходного сигнала.Ис ходя из соотношения (2) получают М урав1|,ений, связывающих неградуирован ные значения измеряемой величины с значениями выходного сигнала: .Y. . Затем с приходом (М + 2) импульса с выхода кольцевого делителя 14 часто ты дешифратор 15 устанавливает двухпо зиционньй делитель 10 измеряемой величины в положение 2, при котором его коэффициент деления равен К. (М + 3)-й импульс устанавливает неградуированное значение измеряемой (KY - Y, ) KY, а, Y a,(KY; - Yj) С приходом (2М + 3)-го импульса с выхода кольцевого делителя 14 частоты ПО команде дешифратора 15 блок 9 ре шает систему (5),используя 2М резуль-у татов измерений выходного сигнала,определяя таким образом погрешность из мерительного преобразователя 1,приведенную к выходу. Процесс вычислений делится с (2М + 3)-го по (2М + 13)-й импульсы, с приходом (2М + 14)-го импульса с выхода кольцевого -делителя 14 частоты дешифратор 15 устанавливает коммутатор 2 в положение 1, в котором на вход измерительного преобразователя 1 поступает измеряемая величина, ключ 7 в замкнутое положение . На выходе измерительного преобразователя 1, измеритель 16 выходного сигнала измеряет значение выходного сигнала V. Вычислительный блок 9. исходя из определенных ранее коэффи7}еличины X , а на вход измерительного преобразователя 1 поступает значение измеряемой величины К. Измеритель 16 выходной величины фиксирует значение выходного сигнала у и вводит его в память вычислительного блока 9. С приходом ( 2)го импульса дешифратор 15 устанавливает на выходе многозначной неградуированной меры 4 неградуированное значение измеряемой величины X , измеритель 16 выходной величины фиксирует значение выходной величины Y и вводит результат измерений в память блока 9. Таким образом, в памяти вычислительного блока 9 накапливается 2 М результатов измерений выходного сигнала. Измененные неградуированные значения измеряемой величины исходя из соотношения (2) связаны с результатами измерения выходного сигнала Y ,... , уравнениями вида: + ...+a«Y -а яГу К l- и Поделив уравнения системы (3) н-: соответствующие уравнения системы (4), получают систему из М уравнений с (N + 1) неизвестными К,а , а...,а : „и - л д .+a (KY. .- , -, ,w-n .-fa/KY/- ) циентов полинома погрешности опредеяет цифровой код поправки Y(Y), который поступает на вход ЦАП 8. Анаоговое значение поправки складывается в сумматоре 6 с выходным сигнаом -Y, корректируя таким образом погрешность измерительного преобразоателя 1. К неградуированным значениям измеряемой величины предъявляется только одно требование - стабильность за время проведения двух серий измерений, что легко достигается практически. Формула изобретения Устройство для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя, содержащее клеммы ля подключения измерительного преобразователя, коммутатор, выход которого соединен с клеммой для подключения входа измерительного преобразователя, входной зажим, связанный с первым входом коммутатора, многозначную неградуированную меру измеряемой величины, выходной зажим, сумматор, выход которого соединен с выходным зажимом, ключ, цифро-аналоговьй преобразователь, вычислительный блок, соединенный через последог вательно соединенные цифро-аналоговьй преобразователь и ключ с первым входом сумматора,второй вход которого подключен к клемме дпя подключения выхода измерительного преобразователя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и упрощения устройства, оно снабжено двухпозиционным делителем измеряемой величины, индикатором уровня, кварцевым генератором, делителем частоты, кольцевьм делителем частоты,дешифратором, измерителем выходного сигнала, причеМ; выход многозначной неграДуированной меры измеряемой величины подключен к второму входу коммутатора через двухпозиционный делитель измеряемой величины, входной зажим через индикатор уровня соединен с кварцевым генератором, выход которого через последовательно соединенные делитель частоты и кольцевой делитель частоты подключен к дешифратору,клемма для подключения выхода измёритёльHoroi преобразователя подключена к входу измерителя выходного сигнала, выход которого соединен с вычислительным блоком, первьй выход дешифратора подключен к управляющему входу коммутатора, второй выход - к управляющему входу двухпозиционного делителя измеряемой величины, третий выход дешифратора - к управлякяцему входу многозначной неградуированной меры, четвертый выход - к измерителю выходного сигнала, пятый выход - к управляющему входу вьтислительного блока, а шестой - к управляющему входу ключа.

Изобретение относится к измерительной технике. Может использоваться в целях метрологического обеспечения прецизионных измерительно-вычислительных комплексов и информационно-измерительных систем. Целью изобретения является повышение точности автоматической коррекции измерительных преобразователей и упрощения устройства. Для достижения поставленной цели в устройство, содержащее измерительный преобразователь I,коммутатор 2, входной зажим 3, многозначную неградуированную меру 4 измеряемой величины; выходной зажим 5, сумматор 6, ключ 7, цифро-аналоговый преобразователь 8,вычислительный блок 9, дополнительно введены двухпозиционный делитель 10 измеряемой величины, индикатор уровня II,кварцевый генератор 12, делитель $ fЛ 13 частоты, кольцевой делитель 14 частоты, дешифратор 15, измеритель 16 выходного сигнала. К неградуированным значениям измеряемой величины предъявляется лишь одно требование стабильность за время проведения двух серий измерений, что легко достигается практически. 1 ил. Ю «VI оо 00 сд