Способ диагностирования измерительного преобразователя Советский патент 1989 года по МПК G01R35/00 

1

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при изготовлении измерительных приборов прямого преобразования радиационных, оптических, квазиоптических и электрических измерительных сигналов.

Цель изобретения - повышение точности определения параметров диагностирования при контактных и бесконтактных прямых измерениях постоянных и переменных сигналов.

На чертеже изображена структурная схема устройства диагностирования измерительного преобразователя.

Устройство содержит первичный измерительный преобразователь 1, блок

2масштабирования, содержащий входной

3и выходной 4 блоки, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 5, блок 6 формирования детерминированных сигнатовых сигналов 6,, 02и 03 соответстлов, состоящий из источников 7-9 тес- а

венно и шесть ключей 10-15. Выход первичного измерительного преобразователя 1 через последовательно соединенные ключ 10, входной блок 3, ключ 11 выходной блок 4 и ключ 12 подключен к входу АЦП 5. Выходы источников 7-9 тестовых сигналов подключены соответственно к входам входного блока 3, выходного блока 4 и АЦП 5 через ключи 13-15 соответственно.

Известные аналого-кодовые цифровые устройства прямого разомкнутого измерительного преобразования сводимы к обобщенной квазилинейной аналитической корреляционной модели вида

4ь 1

СО

со

Y. -К, X, t и

V,

(1)

где Y ( - выходной аналоговый (кодовый) действительный сигнал;

К| - приведенный нормированный

коэффициент преобразования;

X , - действйтельный измерительный аналоговый сигнал,

. Yj . + ч.,

(2)

-приведенная аддитивная погрешность, состоящая из коррелированной (систематической, квазистационарной за вре- О мя измерения) Л у и некоррелированной (случайной, нестационарной за время измерения) dy. ( J;)«

При диагностировании состояния бесконтактного прямого измерительного 5 преобразователя первоначально замыкают ключи 10-12, размыкают ключи 13-15 и трансформируют с помощью АЦП 5 в код

20

Затем размыкают ключ 14, замыкают ключ 15, подают на вход собственно АЦП 5 тестовый сигнал бэ Физически не адекватный сигнале трансформируют в код

Nj,- K1K3K4 K,(X+X0)t 4VJ+ + К403± ГКаК4Яу4+ (К45Чэ+а|4). (8)

результат схемотехнического суммирования сигналов X, Х0 и 0j .

Далее прекращают подачу тестового сигнала Х0 на вход первичного измерительного преобразователя 1 и трансформируют в код

Ы7- КгК,К4(К1ХЈЛЧ1) + Nn K4K3K4(K1XtaYi) ± K3K44Va+°+ К 9з±ГК К4Ч+ КА / N И. (9)

результат схемотехнического суммирования сигналов X и 0з«

+ (к4 Zy ,),

(3)

результат прямого преобразования измерительного сигнала X.

25

Затем размыкают ключ 15, замыкают

ключ 11 и траноформируют в код

Затем прерывают поступление изме-, - .

„N. КяК-К. (,К«Х1 и у. у +

рительного сигнала X и подают на вход г э « т ч

первичного измерительного преобразова-+ К3К405 tfKjK ду + (К4Л + d), (10)

теля 1 детерминированный (тестовый)

, nрезультат схемотехнического суммиросигнал Х0, физически адективнои сиг- 30.„,„ „„„..„„а .. v

налу X, трансформируя его в код

вания сигналов 9 и X.

Затем размыкают ключ 14, замыкают ключ 13 и трансформируют в код

Nj КаК,К4(К,Х0±Лу) ±СК4К4ЛУ+

+ (K4dVj+ 4N)J.,

(4)

N9- KlK3K4(K1Xtd4t ) +

Затем подают на вход первичного 35 измерительного преобразователя 1 од- + КгК3К4 в t у + (К43Ч +iN)p1) повременно измерительный сигнал X и тестовый сигнал Х0, трансформируя их сумму (X + Х0) в код

40

результат схемотехнического суммирования сигналов X и 0,.

Далее определяют разности

Nj- K1K3KjK1(X+X0)tfl4Ji

± K3K4ЈVi+ (к42Чз+ лы ). (5)

Далее замыкают ключ 13, подают на вход входного блока 3 тестовый сигнал б,, физически не адекватный сигналами X и Х0, и трансформируют в код

N4 KjK tMX+X tayJ,

+ K2KJK4fl,ttK3k4jY4+CK4jV3+3N)J, (6)

результат схемотехнического суммиро- 50 вания сигналов X, X0и 01.

Затем размыкают ключ 13, замыкают ключ I4, под шт на вход блока 4 тестовой сигнал 6 физически не адекватный сигналам X и X0, и трансформи-55 руют в код

(W4-N3)Z1; (Nf-N3 2г; (Nt- N3) Z3

и 45 (N7-N,) Z4; (Nj-N ,) Z5;

(N9- N,) Zt

между кодами.

Затем проверяют равенства

(12)

N,

(X+X0)

Z 1 Z t - К4К3К4б, ; (13) Z4 Zs « K3K402 ; (14)

z 3 - z4 к4 е3; (15)

между кодовыми разностями, допустим, с применением сигнатурного анализа.

Затем проверяют (используя тот же сигнатурный анализ) наличие корреляций разностей (12) с их образцовыми

+ К3К+е1± К1К Ч(+ (К Лу5+4м), (7)

результат схемотехнического суммирования сигналов X, Х0 и &г

Затем размыкают ключ 14, замыкают ключ 15, подают на вход собственно АЦП 5 тестовый сигнал бэ Физически не адекватный сигнале трансформируют в код

не адекватный сигналам X и X 0, и

Nj,- K1K3K4 K,(X+X0)t 4VJ+ + К403± ГКаК4Яу4+ (К45Чэ+а|4). (8)

результат схемотехнического суммирования сигналов X, Х0 и 0j .

Далее прекращают подачу тестового сигнала Х0 на вход первичного измерительного преобразователя 1 и трансформируют в код

Ы7- КгК,К4(К1ХЈЛЧ1) + °+ К 9з±ГК К4Ч+ КА / N И. (9)

результат схемотехнического суммирования сигналов X и 0з«

Затем размыкают ключ 15, замыкают

ключ 11 и траноформируют в код

.„,„ „„„..„„а .. v

вания сигналов 9 и X.

Затем размыкают ключ 14, замыкают ключ 13 и трансформируют в код

N9- KlK3K4(K1Xtd4t ) +

+ КгК3К4 в t у + (К43Ч +iN)p1

+ КгК3К4 в t у + (К43Ч +iN)p1

результат схемотехнического суммирования сигналов X и 0,.

Далее определяют разности

(W4-N3)Z1; (Nf-N3 2г; (Nt- N3) Z3

и (N7-N,) Z4; (Nj-N ,) Z5;

(N9- N,) Zt

между кодами.

Затем проверяют равенства

(12)

Z 1 Z t - К4К3К4б, ; (13) Z4 Zs « K3K402 ; (14)

z 3 - z4 к4 е3; (15)

между кодовыми разностями, допустим, с применением сигнатурного анализа.

Затем проверяют (используя тот же сигнатурный анализ) наличие корреляций разностей (12) с их образцовыми

514799016

значениями Z0,- L ui и при выполнении Далее проверяют равенства равенств (13) - (15) и наблюдении установленных корреляций прекращают по- 1 дачу сигнала X на вход первичного измерительного преобразователя 1, раз- мыкают ключ 10 и трансформируют в код

Z з- Z s Z, ,

между кодовыми разностями с нием сигнатурного анализа.

N.

к }к4 (к 36,4)1 (K4av+2N),(i6)

результат прямого преобразования тестового сигнала б,.

Далее размыкают ключ 11 и ключ 13, замыкают ключ 14 и трансформируют в код

), (17)

результат прямого преобразования тестового сигнала б

Затем размыкают ключ 12 и ключ 14, замыкают ключ 15 и трансформируют в код

проверяют равенства 1

Z з- Z s Z, ,

(23) (24)

Далее проверяют равенства 1

между кодовыми разностями с применением сигнатурного анализа.

Затем устанавливают (используя сигнатурный анализ) наличие корреляций разностей (22) с их образцовыми значениями Z 07 - Z on и при выполнении равенств (23) - (24) и установлении корреляций определяют параметры ди- 5 агностирований прямого измерительного преобразования в виде систематических аддитивных погрешностей и коэффициентов передач первичного преобразования | дч |и К.,, начального |дЧ21и К2 и конечного |Яу31и К 3 масштабирований и кодирования |Лк1и К4 с использованием соотношений

0

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при контактных и бесконтактных измерениях. Цель изобретения - повышение точности параметров диагностирования. Цель достигается за счет того, что в определенной последовательности попеременно подают детерминированные тестовые сигналы на входы первичного преобразования, начального и конечного масштабирований и кодирования, фиксируют выходные коды результатов прямых измерительных преобразований и определяют параметры диагностирования в виде систематических аддитивных погрешностей и коэффициентов передач первичного преобразования, начального и конечного масштабирований и кодирования. При этом в восьми из пятнадцати прямых измерительных преобразованиях на вход первичного преобразования подается измерительный сигнал. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

.(18)

результат прямого преобразования тестового сигнала 6JP

Затем размыкают ключ 15, замыкают ключи 10, 11 и 12 и трансформируют в код

N13 i K3K43Y+ КэК4Ду +

+ (K4Z4j+ l ,(19)

приведенную аддитивную погрешность /3 У первичного измерительного преобразования (т.е. фактически ноль пер- вичного измерительного преобразователя 1).

Далее размыкают ключ 10 и трансформируют в код

,K4ZVa+ (K4 + 3W), (20)

приведенную аддитивную погрешность /3 начального масштабирования (т.е.

фактически ноль входного блока 3)./

Лг- чинами (с применением сигнатурного Затем размыкают ключ 11 и транс- 4

Затем сопоставляют найденные зн чения параметров диагностирования (25) - (32) с их нормированными вел

анализа) и по результатам сравнений принимают решение о коррекции прям го измерительного преобразования.

код

К4 Y3 + V

(21)

приведенную аддитивную погрешность Дч конечного масштабирования (т.е. фактически ноль выходного блока 4), Затем определяют разности

(Nt- Ne) Z7; (N10- N14 ) Z8; (N1(- N,j) Z9; (N14- N1S) (N15- Nw ) Z,,; (N,4- Z3) Zw ; N15- N12- Z,l Z15; (Nn- Z3) Z14 ,(22)

между кодами.

/

-л- (32)

Затем сопоставляют найденные значения параметров диагностирования (25) - (32) с их нормированными величинами (с применением сигнатурного

анализа) и по результатам сравнений принимают решение о коррекции прямого измерительного преобразования.

При диагностировании состояния контактного прямого измерительного преобразователя трансформации-в коды (3) - (11) и (16) - (19) не проводят, однако при этом первоначально поочередно фиксируют коды (17) - (18) и (20) - (21).

Затем замыкают ключи 10-12 и трансформируют в код

(КгХ±4Ча) 1(К4ЛЧа+«м ), (33)

результат прямого измерительного преобразования измерительного сигналах, оставляя при этом ключи 13-15 разомкнутыми.

Затем замыкают ключ 13 и трансформируют в код

(K4Xi2Ve)± K,K;K4e,t

±(К4Яуэ +ZN (34)

результат схемотехнического суммирования сигналов X и 0,.

Далее размыкают ключ 13, замыкают ключ 14 и трансформируют в код

N,, К3К4(КгХ4ЛЧ4)1

±( к3к,е, i (к4аЧз+д„ ),

(35)

результат схемотехнического суммирования сигналов X и Sj.

Затем размыкают ключ 14, замыкают ключ 15 и трансформируют в код

20

Формула изобретения

N(g K3K4(K4X±dY« )

(±K4e3 i (к 4 ЛЧэ+4м),

25

(36)

результат схемотехнического суммирования сигналов X и 6.

Затем определяют разности между кодами

(Nu- N15) Z(5 ; (Nf,- NM) Z, ; (N0- Nu) Z17 ; (N19-NW) Z,,; (Nn- N18) Z,3 ; N- I N,,

30

(N,

Z,

П M« H Далее проверяют равенство

Z 15 Zf4

(38)

между кодовыми разностями с применением сигнатурного анализа.

Затем проверяют (используя тот же сигнатурный анализ) наличие корреляций разностей (37) с их образцовыми значениями Z015 z 01, и ПРИ выполнении равенства (38) и установлении корреляций определяют параметры диагностирован с использованием соотношений

Z ю .

2Z9 t Qi) Јl

4(-ёГ° zs е,(|22-)8

ia4l

к

iaYj

кг

A

ei

VZ14

(f2 );

18

Zt ;

50 ®г ®чи сигнала X с сигналами 03 , , б,, определяют разности (H4-Nj), (N 5- И 3) , (N Г N 3) , (N т N,) , (N g-N ,) , (N 9 N1 ), проверяют равенства (N - N 3) (N з N, ), (N 5 - Н, )55 (Ng- N,), (Nj- N3) (N7- N,), между ними и при корреляциях разностей с их образцовыми значениями и соблюдениях равенств, трансформируют в коды N18 , N м и N,2 соответственно сигналы

(39) (40) (41) (42) (43)

К,

Zfi в,

(44)

Затем сопоставляют найденные значения параметров диагностирования (39) - (44) с их нормированными величинами (с применением сигнатурного анализа) и по результатам сравнений принимают решение о коррекции прямого измерительного преобразователя.

Предлагаемый способ позволяет повысить структурно-временную избыточность и обеспечить определение параметров диагностирования в зависимости от выходных кодовых сигналов и детерминированных (тестовых) величин,что влечет повышение точности определения этих параметров.

Формула изобретения

б, , 05 и в3 , а в коды N ,3, N,4 иМт5 сообразные им параметры преобразования в виде приведенных аддитивных погрешностей первичного преобразования, начального и конечного масштабирований, определяют разности (N-N (N0- Ин) и (N 4 - N,3), проверяют равенства № t1 N YS + (Nj - N3)

N,5 + (Ng - N,), N (N, -N,) + (N 4 - Nj) и при корреляциях разностей с их образцовыми значениями и выполнениях равенств определяют параметры преобразования в виде систематических аддитивных погрешностей и коэффициентов передач первичного преобразования I Л го и ч и Klf и конечного К масштабирований, кодирования

Y (и К 1, начально- I Л у |и

/I D I и шений

К

с использованием соотноI , a rNi,-Nf, g, ()(М1Ь-Км) Ч -И -М/ бэ; (H4-N3)

0

и по результатам сравнений полученных параметров с нормированными значениями принимают решение о коррекции этого преобразования.

2„ Способ поп,1, отличающийся тем, что при отсутствии первичного преобразования, трансформируют в код Ntt масштабированный измерительный сигнал и, не прерывая его, подключают тестовые сигналы в, , в 1 и 6j, трансформируя их в коды

NIT. N

(Nu- ,s

равенство ( N ,5) (N ,,,- ., „

и N fg , определяют разности ) и (N „- N

fT ) ,проверяют N.. )

между ними и при корреляциях разностей с их образцовыми значениями и соблюдении равенства .определяют параметры пре эбразования с использованием соотношений:

5

0

х 6t СN и N 5 NH - N

15

)

К

,,( (

Nu

);

-0л

е1 чм„- N,5

N rj- lNii-(N,, -NK)I

к

6э

5 (б7) (iT7r

(N,5 - Nu) N „ - N (J

N

e

);

35

|4Nt N,2 - (N „- Ntt) и (Ni9- N,t )

K4

в которых тестовый сигнал 9 физически адекватен измерительному сигналу.

/V