112
Изобретение относится к метрологии и преимущественно может быть использовано при метрологической поверке измерительных приборов.
Целью изобретения является сокра- щение объема и упрощение поверки.
Способ заключается в следующем.
Вначале исгшттательный сигнал подключают только ко входу поверяемого прибора. Начальное значение сигнала может совпадать с началом или концом диапазона измерений. При этом начало диапазона является более предпочтительным, так как для многих средств измерений оно является нулевым и обеспечивает простую оценку (без применения образцовых средств) погрешности нуля или адаптивной составляющей погрешности поверяемого прибора.
Изменение начального значения ис- гытательного сигнала проводят таким образом, чтобы обеспечить на выходе поверяемого прибора фиксацию результатов измерений, соответствующих равноотстоянщм значениям сигнала. Конкретные примеры формирования таких равноотстоящих значений и соответствующих им измерений пояс1-шются схемами подключения испытательного сигнала, изображенными на фиг,1-3,
Формирование равноотстоящих значений испытательного сигнала на входе должно быть осуществлено таким образом, чтобы любое последующее значение испытательного сигнала, отличалось от предыдущего, включая и начальное значение Х, на одну и ту же постоянную величину. Существенным для реализации этого условия и всей поверки в целом является то, что при этих операциях с входным сигналом не требуется знание действительных значений сигнала или величины его приращения А.
Допустим, что в процессе поверки были сформированы равноотстоящие значения испытательных сигналов на входе и зафиксированы соответствующие им показания на выходе поверяемого прибора Получен ряд результатов
V °
°т:
X,
А - + Х„ а. °
2А + X.
{)
КА - Эи
. Зп
пА
Зц
2
н- X,
+ X,
где Х,..., Х - показания поверяемого прибора;
а t f п рёзльные коэффициен ты преобразования поверяемого прибора, соответствующие сформированным значениям испытательного сигнала; а - номинальный коэффициент
преобразования поверяемого прибора (как правило неизмененный для опредейенных априори известных участков диапазона);
А - постоянное приращение испытательного сигнала; К - порядковый номер приращения. Определяют первые и последу1р1цие разности полученных результатов измерений
X
й, X, А
2 2 - X, 2А
aj-a,
30
йК Х - Х., КА
Эк - акм
5
Знак приращения А известен, поэтому знак первых разностей определяется разностями значений коэффициентов преобразования
к И позволяет судить, учитывая, что
можно записать SK км
а
+ аа 0
0
5
- U а ц..
5
a, - йЗк-, U а, - uan-i где &.а -отклонение значения реального
коэффициента от номинального о нарастании или убывании погрешности на определенных участках диапазона показаний. Вторые Д u,j,-u,
U2
и посп:едующие разности
k к-1
ПОЗВОЛЯЮТ определить порядок нелинейности реальной функции преобразования поверяемого прибора и наиболее характерные участки функции (изломы характеристики, ее кривизну, степень нарастания погрешности на определенных участках). Затем по показаниям поверяемого прибора на его входе ус312
танавливается одно из ранее сформированных значений испытательного сигнала, ,
В зависимости от информации, полученной при анализе первых и последующих разностей, выбирается одно из показаний поверяемого прибора, например, соответствующее, по предло
жению, наибольшей погрешности или максимальному показанию прибора. При этом одно из значений испытательного сигнала должно быть нулевым.
Измеряют образцовым измерительным прибором действительное значение установленного испытательного сигнала
X,
X.
где X.. - действительное значение
N
сигнала.
Определяют число К приращений испытательного сигнала, необходимых для увеличения значения сигнала от О до Х.
Тогда действительное значение приращения А равно
А -Ь- К
и каждому из ранее полученных показаний (1)можно сопоставитьдействитель ное значение испытательного сигнала
(2)
Правомерность последних вычислительных операций основана на постоястве приращений испытательных сигналов.
Значения погрешностей, соответствующие полученным ранее показаниям поверяемого устройства, определяются как разность значений сигналов входящих в (2).
В случае близости установленных таким образом значений погрешностей к их нормированным величинам вновь привлекается информация о первых и последующих разностях результатов измерений и делается вывод о наличии погрешности, превышающей полученные значения.
Операции подключения испытательного сигнала ко входу поверяемого прибора и формирования его равноотстоящих значений реализуют следую ; щим образом.
Один из способов заключается в том, что равноотстоящие значения сигнала формируют путем последова
тельного суммирования испытательного сигнала, подключенного ко входу поверяемого прибора с сигналом, величину которого определяют блоком сравнения, например средством измерений.
Дпя этого, например, (фиг.1) регулируемый испытательный сигнал через последовательно соединенные управляемый ключевой элемент I, 6/JOK 2 сравнения и сумматор подключается ко входу поверяемого прибора 3. На входе прибора 3, при этом, подано некоторое значение сигнала
0Блок сравнения 2 может быть средством измерения, индикаторным средством или пороговым элементом, настроенным на некоторое заданное значение X
зад
испытательного сигнала.
Изменяют значение сигнала X. В момент равенства X с некоторым заданным значением (эад определяет количество поверяемых сечений
диапазона измерений) отключают испытательный сигнал X и подают сформированное приращение А в сумматор, который для данной схемы выполняет одновременно роль накопителя сигнала и обеспечивает его подключение ко входу поверяемого прибора 3, На его выходе фиксируют результат измерения X, сигнала Х + А. Повторяют указанную операцию до появления
на выходе поверяемого прибора 3 результата измерения Х, близкого к предельному значению диапазона показаний прибора 3. Проводят указанную ранее обработку результатов измерений испытательного сигнала.
I . .
Формирование равноотстоящих значений испытательного сигнала осуществляют и в тех случаях, когда
вид сигнала не позволяет проводить простое (естественное) суммирование на входе поверяемого прибора или существуюш 1е сумматоры (накопители сигнала) могут повлиять на достоверность поверки. Последовательное суммирование испытательного сигнала, например, электрического, подключенного ко входу поверяемого прибора, с сигналом, величину которого определяют блоком сравнения, может осуществляться согласно схемы, изображенной на фиг.2.
В этом случае испытательный сигнал Хц на входе поверяемого прибо512
pa 4 получают в результате суммирования сигналов от управляе а1х источников 5 и 6, Сигнал от источника 6 определяет начальное значение испытательного сигнала Х, которое мо- жет быть нулевым или совпадать с началом (концом) диапазона измерений прибора 4. Равные приращения А формируют посредством источника сигнала 5, блока 7 сравнения и клю- чевого элемента 8, Блок 7 сравнения управляет изменением сигнала на выходе источника 5 и сравнивает его значение с заданной величиной приращения Хздд .
Не имеет существенного значения реальная точность соотвесттвия реализованного приращения А заданному значению Х„д, . От указанных ранее устройств и операций требуется лишь обеспечение условия равенства каждого последующего приращения А всем предыдущим, что для сравнительно короткого периода поверки может быть достигнуто за счет естественной ста- бильности параметров и характеристик источника 5 и блока 7. Источник 5 сигнала и блок 7 сравнения можно заменить на источник постоянного сигнала Х , который на период по- верки обеспечивает некоторое неиз- . вестное, но стабильное значение сигнала.
Управляемый ключевой элемент 8 реализует подключение приращения А к сумматору по определенному алгоритму. Последовательность операций для данного примера реализации (фиг,2) заключается в следующем.
Измерительный прибор 4 измеряет начальное значение испытательного сигнала, полученный результат фиксируется в блоке 9 управления, который открывает ключевой элемент 8, и тем caN&iM обеспечивает подключение к
сумматору приращения А. Начальное значение сигнала Хд от источника 6 суммируется с приращением А и одновременно воздействует на вход поверяемого прибора, на выходе которого получают результат измерения Х.
Этот результат запоминается в блоке 9 управления, который закрывает ключевой элемент 8 (отключает приращение А от сумматора) и подает команду на изменение сигнала от источника 6. Измеренные значения этого сигнала в блоке 9 управления
5
0 5
0
5
сравниваются с предыдущим результатом Х( измерения суммарного значения сигнала Х и приращения А, В момент равенства этих значений (по показаниям поверяемого устройства) блок 9 управления дает команды на прекращение изменения величины сигнала от источника 6 и на открытие ключевого элемента 8. Происходит суммирование приращения А и сигнала от источника 6, равного сумме начального значения Х и предыдущего приращения А, Последнее равенство обеспечивается достаточно строго, так как не зависит от метрологических характеристик поверяемого прибора 4 и определяется стабильностью его коэффициента преобразования в одной и той же точке диапазона за короткий промеж;/ток времени между указанными ранее операциями,
Далее последовательность выполнения операций аналогична.
Сум:мирование сигнала от источника 6 может выполняться с отрицательным значением приращения А, если начальное значение Х сигнала соответствует предельному значению диапазона показаний поверяемого прибора. Действительное значение Х в этом случае может быть неизвестным, если устано:влено соответствие одного из результатов измерения нулевому значению сигнала от источника 6,
Приведенный пример схемы обеспечивает простую автоматизацию поверки средств измерения электрических и других непрерывных величин, для которых точную фиксацию суммарного воздействия обеспечить сложно. ,
Возможно и дальнейшее упрощение предложенного способа поверки в части, касающейся формирования равноотстоящих значений испытательного сигнала, путем последовательного суммирования сигнала, подключенного ко входу поверяемого прибора, с равными значениями приращения. Для этого величину приращения определяют непосредственно поверяемым прибором,
В качестве примера приведена схема поверки, изображенная на фиг.З. Для поверки измерительного прибора 10 используют два регулируемых источника 11 и 12 сигнала, два блока 13 и 14 управления, ключевые элементы 15 и 16. Формирование постоянных по величине приращений А осуществляется
.источником 12 сигнала, ключевым элементом 16, измерительным прибором 10 и блоком 14 управления, регулирующим значения выходного сигнала X от источника 12 сигнала. Для этого в блок 14 управления заносится значение, постоянного приращения результата измерения Х,дд , соответствующего некоторой величине приращения сигнала А. Блок 14 управления при закрытом элементе 15 и открытом 16 управляет изменением сигнала на выходе источника 12 до момента совпадения результата его измерения с заданной величиной
здд
Затем по командам блока 14
управления прекращается изменение сигнала от источ1Шка 12 и открывается ключевой элемент 15, На выходе измерительного прибора 10 формируется суммарная величина начального значения сигнала от источника 11 и приращение А от источника 12.
Результат измерения этого суммарного значения поступает в блок 13 управления, который запоминает его и выдает команды на закрытие ключевого элемента 6 и изменение сигнала от источника 11. Этот сигнал непрерывно поступает на вход измерительного прибора 10 и результаты его измерения в блоке 13 управления сравниваются с зафиксированным ранее результатом измерения Х + А, В момент совпадения этих результатов измерения, блок 13 управления выдает команды на прекращение изменения сигнала от источника 11, передачу управления блоку 14 для формирования приращения А и открытие ключевого элемента 16.
Блок 14 управления, регулируя изменения сигнала от источника 12 по показаниям прибора 10, формирует сигнал приращения А. Затем выдает команду на источник 1 2, запрещающун) изменение сигнала, и на открытие ключевого элемента 15, Таким образом на входе измерительного прибора 10 формируется новое значение испытательного сигнала, отличающееся от ранее запомненного в блоке 13 на постоянную величину. Результат измерения запоминается и. проводятся аналогичные операции по изменению сигнала от источника 1 1до момента совпадения результата его измерения с новым значением в памяти блока- 13.
о
Осуществляя таким образом последовательное суммирование сигналов
0
0
5
от источника 11 с приращением А, от источника I2 сигнала формируют равностоящие значения сигналов на входе поверяемого прибора 10 во всем диапазоне его показаний. Результаты измерений обрабатывают по ранее указанному алгоритму. Связи между элементами схемы и сама схема поверки по составу элементов могут быть несколько иными.
Формирование на входе поверяемого устройства равностояпщх значений испытательного сигнала возможно также другим способом. Для этого на вход поверяемого прибора подключают регулируеный источник сигнала и, начиная с некоторого известного значения, например, нулевого, равномерно увеличивают (уменьшают) величину сигнала. На выходе поверяемого прибора фиксируют результаты измерений в момент начала измерения и через равные промежутки времени,
В этом случае необходимы средство измерения времени и реализация временного согласования отсчета времени и начала изменения сигнала, что практически осуществимо для любой информационно-измерительной системы.
Способ поверки реализуется также при подключении начального значения сигнала (например, электрического) через известные устройства деления 5 сигналов, при этом не требуется более высокого (образцового) уровня точности делителей. Это связано с тем, что необходимо не определение действительного значения приращения Сигнала, сорфмированного делителем, а лишь постоянство этих приращений для каждого последующего значения входного сигнала.
5 Аналогично формируются равностоящие значения испытательного сигнала умножения начального значения сигнала на определенные коэффициенты в масштабном усилителе. Операции обработки
0 результатов измерений испытательных сигналов не отличаются от ранее рассмотренных вариантов.
0
0
Способ перед промышленным применением, в зависимости от поверяемого прибора, в виде измеряемого им сигнала требует выбора конкретных устройств, необходимых для реализации совокупности его операций.
912902;
Формула изобретения
I,Способ поверки измерительных приборов, основанный на под1слючении ко входам поверяемого и образцового измерительных приборов испытательного сигнала, отличающийся . тем, что, с целью сокращения объема и упрощения поверки, испытательный сигнал вначале подключают только ко входу поверяемого прибора и, начиная с некоторого, например, нулевого, значения формируют равноотстоящие значения испытательного сигнала фиксируют соответствующие им результаты измерений, по показаниям поверяемого прибора устанавливают одно из ранее сформированных значений испытательного сигнала, затем под1слю- чают этот сигнал к образцовому прибору, измеряют его действительное значение, соответствующее ранее зафиксированным показаниям поверяемого прибора и по показаниям этих приборов судят о погрешности поверяемого прибора,
2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что определяют первые и последующее разности результатов измерения испытательного сигнала, определяют степень нелинейности реальной функции преобразования поверяемого прибора на отдельных участках его диапазона измерений, устанавливают по характеру нелинейности возможность увеличения погрешности на интервалах между непосредственно контролируемыми точками диапазона, затем, при необходимости или повторно проводят все операции с испытательным сигналом при умень
7 10
шенном значении его постоянного приращения, или формируют по показа-, ниям поверяемого прибора испытательный сигнал для участка максимальной погре)иности и измеряют его значение образцовым измерительным прибором,
3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что равностоящие значения испытательного сигнала формируют путем последовательного суммирования испытательного сигнала, подключенного ко входу поверяемого прибора, с сигналом, величину которого определяют блоком сравнения, например средством измерения.
4.Способ по п.З, отличаю- щ и и с я тем, что- величину приращения испытательного сигнала вначале определяют непосредственно по- веряе1 1ым прибором, а затем суммируют с испытательным сигналом, подключенным к его входу,
5,Спо соб non.l, отличающийся тем, что формирование равноотстоящих значений испытательного (эигнала осуществляют путем подключения ко входу поверяемого прибора равномерно возрастающего (убывающего) испытательного сигнала и фиксации результатов измерения через равные промежутки времени,
6,Способ поп,, отличающийся тем, что равноотстоящие значегшя испытательного сигнала осуществляют делением (умножением) начального значения испытательного сигнала, поданного на вход поверяемого прибора, используя делители или масштабные преобразователи входного сигнала.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
Способ поверки измерительных приборов | 1985 |
|
SU1290218A1 |
Устройство для проверки механических стрелочных приборов с круговой шкалой | 1987 |
|
SU1502962A1 |
Способ поверки фазометров | 1990 |
|
SU1772765A1 |
Способ определения погрешности фазометров | 1981 |
|
SU1045159A1 |
Устройство для поверки стрелочных приборов с круговой шкалой | 1983 |
|
SU1174740A1 |
Установка для автоматической поверки цифровых приборов | 1985 |
|
SU1308968A1 |
Устройство для автоматизированной поверки измерительных приборов | 1986 |
|
SU1348761A1 |
Устройство для поверки стрелочных приборов с круговой шкалой | 1981 |
|
SU1106985A1 |
Устройство для определения метрологических параметров измерительных приборов | 1972 |
|
SU448395A1 |
СПОСОБ МЕТРОЛОГИЧЕСКОЙ АТТЕСТАЦИИ СТАТИСТИЧЕСКИХ АНАЛИЗАТОРОВ | 2004 |
|
RU2290651C2 |
Изобретение относится к области метрологии. Целью изобретения является сокращение объема и упрощение поверки. Предлагаемый способ заключается в следующем. К входу поверяемого прибора подключают испытательный сигнал. Начиная с некоторого значения, формируют равноотстоящие значения испытательного сигнала. Соответствующие им результаты измерения фиксируют. По показаниям поверяемого, прибора устанавливают одно из ранее сформированных значений испытательного сигнала. Этот сигнал подключают к образцовому прибору и измеряют его действительное значение, соответствующее ранее зафиксированным показаниям поверяемого прибора, таким образом судят о его погрешности. Одним из способов формирования равноотстоящих значений сигнала является последовательное суммирование испытательного сигнала с сигналом, величину которого определяют блоком сравнения 2. Для этого используют устройство, содержащее ключевой элемент 1, блок 2 сравнения, сумматор + и поверяемый прибор 3. Блок 2 сравнения настроен на заданное значение Х зад сигнала. На вход прибора 3 подано некоторое значение сигнала Х, Б материалах изобретения указаны и другие способы формирования равноотстоящих значений сигнала, а также некоторые варианты предложенного способа поверки приборов. 5 з.п. ф-лы. 3 ил. о Ш О) X зад. ю
Редактор Н.Горват
Составитель А.Заборня
Техред А. КравчукКорректор Л. Патай
Заказ 7896/42Тираж 752 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул Проектная, 4
фие.З
Любимов Л.И., Форсилова И.Д | |||
Поверка средств электрических измерений | |||
Л.: Энергия, 1979, с,62 | |||
Долинов С.И., Тетивко О.Я | |||
Оценка погрешностей средств измерений при поверке | |||
- Измерительная техника, 1984, № 10, с.З. |
Авторы
Даты
1987-02-15—Публикация
1985-06-10—Подача