Способ линеаризации передаточных характеристик электрических преобразователей Советский патент 1986 года по МПК G01R19/00 

1 Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использован в измерительных устройствах«для пре образования электрических величин. Цель изобретения - повышение точ ности путем вычислений корректирующей величины по результатам преобра зования и измерения нескольких разуличных значений калибровочного сигнала. На чертеже приведена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа. Способ линеаризации передаточных характеристик электрических преобра зователей заключается в том что преобразованию поочередно подвергают N различных уровней калибровочного сигнала, измеряют и запоминают преобразованные величины, затем N уровней калибровочного сигнала меняют в одинаковое число К раз и повторно подвергают их преобразованию. Преобразованные величины измеряют и запоминают. По результатам первого преобразования составляют первую систему уравнений X,(y,, + Q, уД-н..-. + а.,у, ),| (7, -ьа/ ... +а.у; )J где X ,...,Х - значения калиб-о ровочного сигнала; 5 - крутизна передаточной характеристики преобразователя; у .. J - преобразованные величины при М - показатель стенени полинома аппроксими рунадего передаточную характеристику; О ,,..0 коэффициенты этого же полинома. По результатам второго преобразо вания составляют %торзто CHCTei-iy ура нений |- ,(y;)4... .а,(у;) ,(у;)Ч....(у-) где у ...fV| - значения преобразован ных величин при . Далее почленно делят уравнения первой системы на уравнения второй системы ирешают полученную систему уравнений относительно коэффициен001тов q , a,j, ..,,Q|.,, после чего определяют нелинейность преобразования, которую алгебраически суммируют с результатом преобразования входного сигнала. Устройство содержит управляемый коммутатор I, первый сигнальный вход которого подключен к входной шине, второй сигнальный вход - к выходу управляемого делителя 2, а выход через электрический преобразователь 3 к первому входу сумматора 4 и измерительного прибора 5. Выход сумматора подключен к выходной шине. Выход измерительного прибора 5 соединен с первым входом блока 6 обработки результатов измерений, выход которого через цифроаналоговый преобразователь 7 подключен к второму входу сумматора 4. К входу управляемого делителя 2 подключен выход блока 8 неградуированной меры. Управляющие входы коммутатора 1 управляемого делителя 2, блока 6 обработки i результатов измерений и блока 8 неградуированной подключены к соответствующим выходам блока 9 управления. В качестве блока 6 обработки результатов измерений может быть использована микроЭВМ, а в качестве блока 9 управления известный блок. Устройство работает следующим образом. Коммутатор 1 по команде блока 9 управления выход управляемого делителя 2 к входу электрического преобразователя 3. От блока 8 неградуированной меры на вход электрического преобразователя 3 подается поочередно N уровней неградуированных калибровочных сигналов. Каждьй из этих уровней Х ,.. . , X.. преобразует1Wся преобразователем 3 в величины У, ,. .. , У.. , которые измеряются измерительным прибором 5 и запоминаются блоком 6 обработки результатов измерений. Затем по команде блока 9 управления управляемый делитель 2 изменяет уровни X ,..., Х. в К раз. Полученные в результате, преобразо., у также извания велиг1ины у. меряются и запоминаются Передаточная характеристика преобразователя 3 описывается выражёниемX 3 у (у) (1) где X - преобразуемый сигнал; У - преобразованная величина; S- крутизна передаточной хара теристики; Iffy)- нелинейность передаточной .характеристики. Нелинейность передаточной харак теристики (у можно представить в виде номинала степени М Х, S у+а. +. . . H-a.... уого, чтобы линеаризовать передаточную характеристику, необходимо к результатам преобразования алгебраически прибавить величину, компенсирующую нелинейность (у , а для этого необходимо по результатам преобразования уровней X,,..., X N рассчитать коэффициена,..., а|,, полинома (2), Расчет коэффициентов производится в блоке 6 обработки результатов измерений следующим образом. По результатам измерения величин у ,..., и у, у,. составляются две сие, , 1N темы уравнений, каждое из уравнений представляет собой полином 2 г. ,+... ... ,(y;)4.. Далее уравнения систем (З) и (4) делятся почленно друг на друга и пос ле преобразований получается система уравнений .X,-Ky,Vq,K(V,f-y,j + ...(y;ry | ,t(. «.. рещая которую, блок 6 определяет коэффициенты а ,.. ., а. полинома функции Ч(у). По результатам вычисле НИИ блок 6 формирует в цифровом виде величину, компенсирующую нелинейност ц(у), которая цифроаналоговым преобразователем 7 преобразуется в аналоговую форму. После определения компенсирующей величины блок 9 подключает коммутатор 1 к входной шине и преобразователь 3 преобразует входной сигнал Хв величину , с. которой алгебраически суммируется сумматором 4 компенсирующая величина. Таким образом, передаточная характеристика преобра004зователя 3 линеаризуется, т.е. приводится к виду X By. В результате использования предлагаемого способа компенсирующая величина определяется с учетом возможных погрешностей операций преобразования и коррекции, так как она определяет:ся путем такого же преобразования калибровочных сигналов, которому подвергается входной сигнал, поэтому отличия способа обеспечивают повышение точности. При использовании предлагаемого способа нет необходимости измерять уровни калибровочного сигнрла и величину их изменения К. Требуется лишь их стабильность за время определения корректирующей величины. Поскольку это время мало, то требования к стабильности Не являются жесткими. Формула изобретения Способ линеаризации передаточных характеристик электрических преобразователей, включающий преобразование входного сигнала, изменение сигнала в К рази его второе преобразование для получения корректирукяцей величины, алгебраическое суммирование выходной величины с корректирующей, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, второму преобразованию подвергают N, различых значений калибровочного сигнала ри К 1, полученные результаты изеряют и запоминают, затем повторяют реобразование тех же значений при j 1, полученные результаты измерят и запоминают, по результатам пребразования при К 1 составляют ервую систему уравнений x,ч 1 v1У1;; (у„+а У„ + +ам-1У« ,Х - значения калибровочного сигнала; S - крутизна передаточной характеристики преобразователя; -{ц - преобразованные величины при К 1; М - показатель степени полинома, аппроксимирующего передаточную характеристику; S 3, ..-.QM-I коэффициенты этого же полинома, по результатам преобразования составляют вторую систему уравнений .(у;)н....4.а,{у;П. |« ,{у;)-....а,(у;Г, где У/, . . ., У - преобразованные ве личины при К 1, делят почленно Уравнения первой системы уравнений 00 уоавнения второй системы, из поналученной третьей системы уравнений определяют коэффициенты полинома , ) вычисляют передаточную характеристику и отклонение ее от линейной, преобразуют входной сигнал в выходную величину, а отклонение передаточной характеристики от линейной в соответствующей точке используют в качестве корректирующей величины.

Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано в измерительных устройствах для преобразования электрических величин. Цель изобретения - повышение точности. Предлагаемый способ реалиffjffftf зуется следующим образом. После первого преобразования входного сигнала осуществляют второе для получения корректирующей величины. Второму преобразованию подвергают N различных значений калибровочного сигнала и фиксируют результаты. То же проделывают при измененных в К раз уровнях сигнала. Для двух этих случаев составляют системы уравнений. Далее определяются коэффициенты полинома. По вычисленной передаточной характеристике преобразуют входной сигнал в выходную величину, а отклонение передаточной характеристики от линейной с в соответствующей точке используют в качестве корректирующей величины, (Л с которой суммируют выходную величину. Устройство, реализующее данный способ, содержит управляемый коммутатор 1, управляемый делитель 2, электрический преобразователь 3, сумматор 4, измерительный прибор 5, блок 6 обработки результатов измерений, цифроаналоговый преобразователь 7, блок 8 неградуированной меры, блок 9 управления. 1 ил. tHKOff