Способ определения градуировочной характеристики магнитоэлектрического измерительного механизма Советский патент 1987 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при производстве магнитоэлектрических шкальных приборов при их градуировке.

Цель изобретения - упрощение способа определения градуировочной характеристики магнитоэлектрического измерительного механизма, а также повышение точности и производительности.

Способ определения градуировочной характеристики магнитоэлектрического измерительного механизма заключается в следукяцем.

I

В начале для исследуемого типа измерительного механизма записывают параметры гипотетической равномерной шкалы, а именно угол ипи длину шкалы задаваемые известными нулевой и ко- нечньми точками искомой градуировочной характеристики, а также количест

В этом случае подают, например в k-ой контролируемой точке на измериво делений, число п которых должно

быть намного более количества деле- 25 механизм калиброванное значе-НИИ Пр в реальной шкале, которая установлена в измерительном механизме. В ЭТСФ1 случае искомая градуировочная характеристика представляет собой

кие тока ( + -х- А Т) и затем скачком уменьшают это значение до величины (l. - -s- и l), определяя при этом

зависимость числа cf делений гипотати- jo максимальный уровень напряжения на

ческой равномерной шкалы от входного калиброванного тока, т.е.

клеммах измерительного механизма, равный UE, Поделив эту величину н цену деления , находят приращение tt}i в делениях гипотетической рав j номерной шкапы. , что Лс ес приращение функции (1) в окрестност k-й точки при изменении входного то ка на величину л I, их отношение да ет тангенс наклона касательной

Cf f (I), где Oi4i6n;0 IeI

(1)

Inn

клеммах измерительного механизма, равный UE, Поделив эту величину цену деления , находят приращен tt}i в делениях гипотетической р j номерной шкапы. , что Лс приращение функции (1) в окрестно k-й точки при изменении входного ка на величину л I, их отношение д ет тангенс наклона касательн

конечное значение входного тока, соответствующее конечной точке градуировочной характеристики.40 к градуировочной характеристике в Затем подают на измерительный ме- точке т.е.

ханизм конечные значения I,, калиброванного тока, отключают ток от измерительного механизма и определяют при этом максимальную амплитуду Е электрического напряжения на клеммах измерительного механизма. Учитывая, что величина соответствует последней, конечной и известной точке градуировочной характеристики, делением Е на общее количество делений п шкалы определяют цену деления гипотетической равномерной шкапы в напряжениях :

45

tg Р,

L Л1

50

Определив аналогично углы накл касательных во- всех контролируемы точках р, , рг ,..., /З ,...., по касательным в этих точках легко в произвести искомую градуировочную рактеристику (О известными анали ческими или геометрическими метод Повьшгение точности здесь обусловл определением уровней напряжения и но в окрестности контролируемой т ки характеристики, а при полном о ключении тока с контролируемой то когда уровни напряжений на клемма измерительного механизма хоть нез

Р

.ь

(2) 55

После этого, подавая дискретно на измерительный механизм калиброванный

о

5

ток 1 , 1 ,,.,, 1, .,.„., после каждого отключения тока регистрируют выходной сигнал измерительного механизма по максимальным уровням напряжения на его клеммах и получают ряд значений Е,, Е,.., Е,... поделив которые на цену деления |и , находят числа делений ср, , cf- . .., ср. , ... гипотетической равномерной шкалы, со- ответствзтощие указанным значениям входного калиброванного тока, т.е. получают в дискретном виде искомую зависимость (1).

Точность способа дискретного определения искомой градуировочной характеристики может быть повышена, если выходной сигнал регистрируют перед отключением калиброванного тока, сообщив току приращение в окрестности контролируемой точки характеристики.

В этом случае подают, например в k-ой контролируемой точке на измерикие тока ( + -х- А Т) и затем скачком уменьшают это значение до величины (l. - -s- и l), определяя при этом

клеммах измерительного механизма, равный UE, Поделив эту величину на цену деления , находят приращение tt}i в делениях гипотетической рав- j номерной шкапы. , что Лс есть приращение функции (1) в окрестности k-й точки при изменении входного тока на величину л I, их отношение дает тангенс наклона касательной

40 к градуировочной характеристике в точке т.е.

5

tg Р,

L Л1

(3)

0

5

Определив аналогично углы наклона касательных во- всех контролируемых точках р, , рг ,..., /З ,...., по касательным в этих точках легко воспроизвести искомую градуировочную характеристику (О известными аналитическими или геометрическими методами. Повьшгение точности здесь обусловлено определением уровней напряжения именно в окрестности контролируемой точки характеристики, а при полном отключении тока с контролируемой точки, когда уровни напряжений на клеммах измерительного механизма хоть незна3

чительно, но зависят от состояния предыдущих точек градуировочной характеристики, и поэтому являются усредненными. Очевидно, что точность воспроизведения искомой характерист ки (1) по касательным, при прочих равных условиях, тем выше, чем меньше величина приращения тока Al, величина которого ограничивается возможностью вьщеления и измерения ДЕ и определяется эксперда1ентально.

Производительность предлагаемого способа определения градуировочной характеристики может быть повьплена, если входной калиброванный ток пода вать не дискретно, а непрерывно и одновременно механически возбуждать гармонические крутильные колебания измерительного механизма вокруг оси вращения его подвижной части, а выходной сигнал регистрировать по амплитуде напряжения на клеммах измерительного механизма.

При вращательных колебаниях измерительного механизма его подвижная часть за счет сил инерции также совершает колебания, которые приводят к возникновению гармонического элек рического напряжения на клеммах измерительного механизма, амплитуда Е которого зависит от угла поворота подвижной ,части (от величины входного тока I), Поэтому зависимость

Е f (I)(

подобий искомой градуировочной характеристике (1),, причем при изменении тока от О до 1„ амплитуда напряжения изменяется в пределах от Е„ до Е, Учитьгоая, что конечные точки градуировочной характеристики и гипотехни- ческой равномериой шкалы совпадают, величина

Е - Е.

f

(5)

характеризует отклонение искомой градуировочной характеристики от линейной, каковой в первом приближении является градуировочная характеристика магнитоэлектрического измеритель- иого механизмао

Обозначив линейную характеристику

cf« k. I

где ( - число делений гипотетической равномерной шкапы в случае линейной характеристики ;

k - постоянная измерительного

механизма, равная

k n/I

П J

(7)

находят искомую зависимость (О

4- л . (I +у) Y--IJ.. fj

(8)

На чертеже представлено устройство для реализации способа определения rliадуировочной характеристики магнитоэлектрического измерительного механизмао

S -

20

25

30

45

50

55

Устройство содержит измерительный механизм I, электронный ключ 2, программируемый калибратор 3 тока, блок А усиления и вьщеления уровней напряжения, блок 5 обработки результатов измерений, блок 6 регистрации и ин- дикации результатов, причем измерительный механизм 1 соединен через электронный ключ 2 с программируемым калибратором 3 тока, выход электронного ключа 2 подключен через блок 4 усиления и выделения уровней напряжения к блоку 5 обработки результатов измерений, к другому входу которого подключен программируемый калибратор 3 тока, выход блока 5 обработки результатов измерений соединен с входом блока 6 регистрации и индикации результатов ,

Способ осуществляют следукицим об- разомо

В блок 5 обработки результатов измерений вводят параметры гипотетической равномерной шкалы, а также формулы (2) - (8) для обработки измери- ,тельной информации. Программируют программируемый калибратор 3 тока на создание входного сигнала, изменяющегося по определенному закону: либо дискретно в вцде включений и выкгао- чений, либо дискретно в виде включений, скачкообразных уменьшений на величину приращения дI и выключений, либо изменяющегося непрерывно по линейному закону.

При дискретной подаче входного сигнала электронный ключ 2 по команде с программируемого калибратора 3 тока отключает от клемм измерительного механизма блок 4 усиления и выделения уровней напряжения и подключает программируемый калибратор 3

тока ный

, который подает на измеритель- механизм ток I, или I, + д1,

2

соответствующий первой контролируемой точке градуировочной характеристики. После установления подвижной части измерительного механизма согласно программе программируемого калибратора 3 тока входной ток I, выключают, либо, во втором случае, в начале уменьшают на величину AI, а затем выключают. Электронный ключ 2 при изменении входного тока отключают программируемый калибратор 3 тока от клемм измерительного механизма и подключает к ним блок 4 усиления и выделения уровней напряжений, который выделяет максимальные амплитуды Е, или л R, и передает их в блок 5 обработки результатов измерения, куд предварительно, одновременно с подачей на измерительный механизм подают от программируемого калибратора 3 тока значение тока 1( о Затем процесс

I повторяется для тока I

г 9

до последней точки градуировочной характеристики (до тока Ip) Полученные при этом значения максимальных амплитуд и величины соответствзпшсих им токов хранятся в блоке 5 обработк результатов измерений, который после получения всей измерительной информации проводит ее обработку согласно хранящемуся в нем алгоритму, определяет градуировочную характеристику (О и передает ее в блок 6 регистрации и индикации результатов.

40

При непрерывной подаче входного сигнала измерительный механизм устанавливают на платформу электромагнитного вибратора (не показан), запиты- вают вибратор от генератора звуковой частоть и возбуждают тем самым гармонические крутильные колебания измери- , тельного механизма вокруг оси вращения от подвижной части Амплитуда крутильных колебаний измерительного механизма должна быть достаточной для выделения и измерения амплитуды Е гармонического напряжения на клеммах измерительного механизма и легко может быть определена экспериментально при заданном коэффициенте усиления масштабного усилителя в блоке 4 усиления и выделения уровней напряжений. По команде программируемого калибратора 3 тока электронный ключ 2 одновременно подключает к клеммам из50

55

5

о

5

Q

35

40

,

50

55

мерительного механизма программируемый калибратор 3 тока и блок 4 усиления и вьщеления уровней напряжений. После подключения к клеммам измерительного механизма программируемого калибратора 3 тока и блока 4 усиления и выделения уровней напряжений подвижная часть поворачивается (отслеживает увеличение тока от О до „), при этом из-за наличия механических колебаний на клеммах измерительного механизма возникает гармоническое электрическое напряжение, амплитуда Е которого усиливается и выделяется блоком 4 усиления и выделения уровней напряжений и подается в блок 5 обработки результатов измерений, куда одновременно поступают значения входного калиброванного тока I. Таким образом, при изменении тока I от нуля до конечного значения 1„ в блоке 5 обработки результатов измерений формируют зависимость (4), зная которую, далее по формуле (8) определяют искомзгю градуировочную характеристику, которую выводят затем на блок 6 регистрации и индикации результатов.

Формула изобретения

1.Способ определения градуировочной характеристики магнитоэлектрического измерительного механизма, заключающийся в том, что подают на измерительный механизм калиброванные значения тока, определяют выходной сигнал, и определяют градуировочную характеристику путем обработки результатов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, выходной сигнал регистрируют косвенно через уровни напряжет й на клеммах измерительного механизма, а для отсчета показаний используют гипотетическую равномерную шкалу, цену деления которой в единицах напряжения определяют делением максимальной амплитуды электрического напряжения, полученной при выключении измерительного механизма с конечного значения калиброванного тока, на общее количество отметок равномерной шка-чы.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что калиброванные значения тока подают дискретно, а выходной сигнал регистрируют по максимальным уровням напряжения на клеммах

измерительного механизма после отключения тока,

3.Способ по п. 2,- отличающийся тем, что, с целью повышения точности, выходной сигнал регистрируют перед отключением калиброванного тока, сообщив току приращение в окрестности контролируемой точки градуировочной характеристики,

4,Способ по п, 1, отличающийся тем, что, с целью по- вьпиения производительности, входной калиброванньй ток подают непрерьюно и одновременно механически- возбуждаСоставитель С, Сафохин Редактор Н. Бобкова Техред И.Попович Корректор О, Луговая

886/49

Тираж 731Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, А/5

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

ют гармонические крутильные колебания измерительного механизма вокруг оси вращения его подвижной части, а выходной сигнал регистрируют по амплитуде напряжения на клеммах измери- тепьного механизма,

5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что скорость изменения входного калиброванного тока и частоту гармонических колебаний вы- бирают такими, чтобы при изменении тока, соответствующем одному делению равномерной шкалы, измерительный мехат{зм совершал не менее одного периода колебаний.

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при производстве магнитоэлектрических шкальных приборов при их градуировке. Цель изобретения - упрощейие способа определения градуи- ровочной характеристики магнитоэлектрических измерительных механизмов. Предложенный способ заключается в следующем. На измерительный механизм подают калиброванные значення тока. Выходной сигнал регистрируют косвенно через уровни напряжений на клеммах измерительного механизма. Для отсчета показаний используют гипотетическую равномерную шкалу, цену деления которой в единицах напряжения определяют делением максимальной амплитуды электрического напряжения, полученной при выключении измерительного механизма с конечного значения калиброванного тока, на общее количество отметок равномерной шкапы. Устройство для реализации предложенного способа содержит измерительный механизм 1, электронный ключ , программируемый калибратор 3 тока, блок 4 усиления и выделения уровней напряжения,, блок 5 обработки результатов, блок 6 регистрации и индикации результатов, В материалах изобретения представлены еще 4 варианта способа. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. с (Л С