Способ поверки цифровых измерительных устройств и устройство для его осуществления Советский патент 1986 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к измери- тельной exBHRe и может быть использовано для поверкивцифровьк измерительных устройств.

Целью изобретения является повы- шение точности определения пот реш- ности.

Суть способа заключается в следующем.

На вход измерительного устрой- ства подают эталонное значение входного сигнала и фиксируют результа- , ты измерения. На вход цифрового измрительного устройства подают М неградуированных значений измеряемой величины от нижнего до верхнего пределов измерения и фиксируют М соответствующих результатов измерений. Затем изменяют в К раз упомянутые неградуированные значения измеряе- мой величины и вновь подают их на вход цифрового измерительного устройства и фиксируют еще М соответствующих результатов измерений. Далее определяют погрешность цифровог измерительного устройства как максимальное значение полинома степени L

+ А/ где А.-А, V+V + ... .,,- , - --, -, коэффициенты, для определения которых используются 2К+1 зафиксирован- ных результатов измерений, при изменении X от нижнего до верхнего пределов измерения цифрового измерителного устройства.

На чертеже приведена структурная схема устройства для реализации прелагаемого способа поверки- цифровых измерительных устройств.

Устройство содержит однозначную градуированную меру 1 измеряемой величины,поверяемое цифровое устройство 2, многозначную неградуированну меру 3 измеряемой величины, делитель 4, коммутатор 5, кварцевый генератор 6, делитель 7 частоты, кольцевой делитель 8 частоты, дешифратор 9, блок О сопряжения, вычислительный блок 1, индикатор I2, блок 13 управления, причем выход однозначной градуированной меры 1 связан с первым входом коммутатора 5, выход многозначно градуированной меры 3 через делитель 4 соединен с вторым входом коммутатора 5, выход которого через последовательно соединенные цифровое измерительное устройство 2 и блок 10 сопряжения соединен с вы- числительным блоком 11, генератор 6

через делитель 7 и кольцевой делитель 8 подключен к входу дешифратора 9, выходы которого подключены к уп- равляьзщим входам неградуированной меры 3, делителя 4, коммутатора 5, . вычислительного блока II и блоку 13 управления, выходы которого подключены к управляющим входам генератора 6, кольцевого .делителя 8 частоты, вычислительного блока 11 и индикатора 12, вход которого, в свою очередь, подключен к выходу вычислительного блока 11.

Устройство работает следующим образом.

Дпя определения погрешности поверяемого цифрового измерительного устройства 2 блок 13 управления обнуляет индикатор 12, устанавливает кольцевой делитель 8 частоты в исходное состояние, обнуляет вычислительный блок 11 и запускает квар- цевьш генератор 6. Он вырабатывает последовательность импульсов с частотой f. С выхода делителя 7 частоты на вход кольцевого делителя 8 частоты поступают импульсы с частотой 1 Гц. Такое значение выходной частоты выбрано с той целью, что за соответствующий ей интервал 1 с поверяемое цифровое измерительное устройство 2 осуществит измерение входной физической величины. Дешифратор 9 формирует управляющие сигналы, необходимые для работы устройства. Первый импульс с выхода кольцевого делителя 8 частоты посредством дешифратора 9 устанавливает коммутатор 5 в верхнее положение, при этом на вход устройства 2 поступает эталонное значение измеряемой величины Z,. Устройство 2 производит измерение этой величины, а результат измерения X вводится в память вычислительного блока 11 через блок 10 сопряжения.

Связь между измеряемой величиной Z и результатом измерения X для устройства 2 определяется следующим соотношением:

Z Х н- А X + А ... +А XS (1)

12.Ь

где - мультипликативная погрешность устройства 2;

AjX +... - нелинейная погрешность устройства 2.

Второй импульс с выхода кольцевого делителя 8 частоты устанавливает делитель 4 в положение, при котором его коэффициент делеяня равен единице, коммутатор 5 в нижнем положении. В этом случае на вход поверяемого устройства 2 поступают неградуированные значения измеряемой величи ны с выхода многозначной неградуированной меры 3. Третий импульс с выхода кольцевого делителя 8 частоты устанавливает на выходе многозначной неградуированной меры 3 неградуиро- ванное значение Z . Устройство 2 измеряет это неградуированное значение а результат измерения X, вводится в память вычислительного блока 11 чере блок 10 сопряжения,

С приходом (М+2)-го импульса с выхода кольцевого делителя 8 частоты на выходе неградуированной меры 3 устанавливается неградуированное значение измеряемой величины 7., а уст- ройство 2 фиксирует это значение измеряемой величины. Результат измерения Хц вводится в память вычислительного блока 11. Таким образом, вычислительный блок 11 накапливает в сво- ей памяти М результатов измерений X , X ,...,Х неградуированных значений измеряемой величины Z, Zj, ,..,Z. Исходя из соотношения (1), ; получаем М уравнений следующего вида:

Z,X,A,X/

+ AJ,

+ А.Х

12

(1 +А)( -X,) + - X, ) + ... + А (КХ, -X,) С

С приходом (2М+3)-го импульса с выхода кольцевого делителя 8 частоты вычислительный блок I1 решает системы (4), определяя А ,/(1+А ), ...,А /(1+А ,). Для определения коэффициента А блок I1 использует эталонное значение измеряемой величины Zg и результат ее измерения Х.

Определив таким образом функцию погрешности устройства 2, вычислительный блок 11 определяет ее максимальное значение и выводит его на индикатор 12. Вся вычислительная

Затем (М+3)-й импульс с выхода кольцевого делителя 8 частоты устанавливает делитель 4 в положение, при котором его коэффициент деления равен К. (М+4)-й импульс устанавливает неградуированное значение измеряемой величины Z на выходе многозначной неградуированной меры 3, а на вход устройства 2 это значение поступает измененное в К раз. Устройство 2 измеряет входную величину а результат измерения X вводится в память вычислительного блока 11. С приходом (2М+2)-го импульса с выхода кольцевого делителя 8 частоты в памяти вычислительного блока I1 накапливается К результатов измерений Х,..,,Х измененных неградуированных значений измеряемой величины. Исходя из соотношения (1), получаем М уравнений вида:

J

Х,-ьА(Х,).

А,Х ,

ь

(3)

- у ч- А у +

к;

.

35

Поделив уравнения системы (2) на соответствующие уравнения системы (3), получаем систему из М нелинейных уравнений с (L+1) неизвестными К,(1 + А), А,,, ...,

процедура занимает не более 30 с. (2М+34)-й импульс с выхода делителя 8 формирует сигнал блока 13 управле- ния, которьй останавливает генератор, заканчивая таким образом.процесс поверки цифрового измерительного устройства 2.

Как показали экспериментальные исследования предлагаемого способа,

используя только одно эталонное значение измеряемой величины, точность оценки погрешности цифровых измерительных приборов вычислась в 3-5

раз, а также упростилась практическая реализация процесса поверки, так как достаточно только одного эталонного значения измеряемой величины. К неградуированным уровням измеряемой величины предъявляется только одно требование - стабильность в течение времени проведения двух серий измерений, что легко достигается на практике.

Формула изобретени

1.Способ поверки цифровых измерительных устройств, основанный на подаче на ,вход цифрового измерительного устройства одного эталонного . значения измеряемой величины и фиксации результата измерения, о т л и чающийся тем, что, с налью повьшения точности определения погрешности, подают на вход цифрового измерительного устройства М неградуированных значений измеряемой величины от нижнего до верхнего преде- jfba измерения, фиксируют М соответствующих результатов измерений, изменяют в К раз упомянутые неградуированные значения измеряемой величины и вновь подают их на вход цифрового измерительного устройства, фиксируют М соответствующих результатов измерений, а погрешность цифрового измерительного устройства определяют как максимальное значение полинома степени L А Х+А,,Х +, , .+А X где А -А - коэффициенты, для опре1 L

деления которых используется 2К+1 зафиксированных результатов измерений, при изменении X от нижнего д верхнего пределов измерения цифрово измерительного устройства.

2.Устройство для поверки цифро- .вых измерительных устройств, содерж щее однозначную градуированную меру

Редактор К.Волощук

Составитель А.Заборня

Техред Л.Сердюкова Корректор Т. Колб

Заказ 6663/39Тираж 728Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, /А-35, Раутская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.,Проектная,4

0

5

0

0

5

0

клеммы для подключения поверяемого цифрового измерительного устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности определения погрешности, введены многозначная неградуированная мера, делитель, коммутатор, кварцевый генератор, делитель частоты, кольцевой делитель частоты, дешифратор, блок сопряжения, вычислительный блок, индикатор и блок управления, причем выход градуированной однозначной меры подключен к первому входу коммутатора, второй.вход которого через делитель связан с выходом многозначной неградуированной меры, выход коммутатора соединен с входной клеммой для подключения поверяемого цифрового измерительного устройства, выход кварцевого генератора через последовательно соединенные делитель частоты и кольцевой делитель частоты подключен к входам дешифратора, первьй выход которого подключен к управ- :ляющему входу делителя, второй выход - к управляющему входу коммутатора, третий выход - к управляющему входу многозначной неградуированной меры, четвертый выход - к управляющему входу вычислительного блока, пятый выход - к входу блока управления, первый выход которого подключен к управляющему входу кварцевого генератора, второй выход - к управляющему входу кольцевого делителя частоты, третий выход - к: управляющему входу индикатора, чет вертый выход - к второму управяю- щему входу вычислительного блока, вход которого через блок сопряжения подключен к второй клемме для подключения поверяемого цифрового измерительного устройства, а выход вы- , числительного блока соединен с входом индикатора.

Изобретение относится к области измерительной техники. Может быть использовано для поверки цифровых измерительных устройств. Целью изобретения является повышение точности определения погрешности. Способ за ключается в следующем. Подаю т на вход устройства эталонное значение входного сигнала и фиксируют результаты измерения. Подают на вход устройства М неградуированных значений измеряемой величины от нижнего до верхнего пределов измерения и фиксируют М соответствующих результатов измерений. Затем изменяют в К раз неградуированные значения измеряемой величины и вновь подают их на вход устройства и фиксируют еще М соответствующих результатов измерений. Далее определяют погрешность цифрового измерительного устройства как максимальное значение полинома, предложенного в описании изобретения. Устройство, реализующее предлагаемый способ, содержит однозначную градуированную меру 1 измеряемой величины, поверяемое цифровое устройство 2, многозначную неградуированную меру 3 измеряемой величины делители 4, 7, коммутатор 5, кварцевый генератор 6, кольцевой делитель 8 частоты дешифратор 9, блок 10 сопряжения, вычислительный блок II, индикатор 12, блок 13 управления. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. i (Л