Способ поверки вольтметров среднеквадратического значения напряжения Советский патент 1992 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при поверке вольтметров среднеквадратического значения в режиме измерения низкочастотного напряжения произвольной формы с произвольной постоянной составляющей.

Цель изобретения - повышение точности поверки вольтметра при его работе в режиме измерения напряжения произвольной формы с постоянной составляющей с заданным среднеквадратическим значением и коэффициентом амплитуды, ограниченным его заданным значением.

На фиг.1 представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа поверки вольтметров среднеквадратического значения; на фиг.2 - график образцового двухуровневого напряжения прямоугольной формы.

Устройство содержит последовательно соединенные ЭВМ 1, интерфейс 2, прецизионный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3 и поверяемый вольтметр 4. Связь между поверяемым вольтметром 4 и ЭВМ 1 существует, если поверяется цифровой вольтметр среднеквадратического значения, имеющий кодовый выход, или отсутствует, если поверяемый цифровой вольтметр

1

СО

to

CJ

о

00

не имеет кодового выхода, или повторяется аналоговый вольтметр.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

ЭВМ 1 рассчитывает параметры образцового двухуровневого напряжения прямоугольной формы низкой частоты (фиг.2), среднеквадратическое значение которого равно Uc, а амплитуда не превышает Dm. Исходными даннными для расчета являются значения уровней Ui и DJ, лежащие в пределах +Um. Так как среднеквадратическое значение образцового напряжения

равно Uc, т.е.

Uc Vuc2P+Uj2(1-P),,

то значение скважности Р ЭВМ 1 рассчитывают по выражению

и2

Р

ui

и2

иГ

Используя программный таймер, ЭВМ 1 через интерфейс 2 подает управляющие коды на ЦАП 3 так, чтобы код, соответствующий напряжению Uj, поступал на вход ЦАП 3 в течение интервала времени РТ, а код, соответствующий напряжению DJ,- в течение интервала времени (1-Р)Т, причем период образцового прямоугольного напряжения выбирают соответствующим нижней границе рабочего диапазона частот поверяемого вольтметра 4.

Прямоугольное напряжение имеет спектр, состоящий из бесконечного количества гармоник, амплитуда которых, с ростом номера гармоники стремится к нулю. При использовании образцового прямоугольного напряжения низкой частоты можно пренебречь частотными погрешностями поверяемого вольтметра, порождаемыми высшими гармониками, ввиду их малости.

Поверяемый вольтметр 4 измеряет образцовое напряжение, и результат измерения вводят в ЭВМ 1 (либо автоматически через кодовый выход поверяемого вольтметра 4, либо, при отсутствии у вольтметра кодового выхода, вручную). ЭВМ 1 рассчитывает погрешность результата измерения.

Далее ЭВМ 1 выбирает новые значения уровней Ui, Uj, лежащие в пределах +Um, и процедура повторяется.

Значения Ui, Uj покрывают весь диапазон возможных мгновенных значений входного напряжения произвольной формы от

-Um до +Um, причем их изменение осуществляется с некоторым выбранным шагом. В этом диапазоне дважды встречается напряжение постоянного тока: (+Uc) и (-Uc), т.е. в этом случае значения Ui и Uj совпадают и равны (+Uc) или (-Uc).

После повторения процедуры необходимое число раз ЭВМ 1 выбирает максимальное значение модуля погрешности среди полученных значений и индицирует предел допускаемой погрешности измерения низкочастотного напряжения произвольной формы с произвольной постоянной составляющей, среднеквадратическое зна- чение которого равно Uc, а коэффициент амплитуды не превышает Камакс .

Использование изобретения позволяет строго определить предел допускаемой погрешности измерения низкочастотного на- пряжения произвольной формы с произвольной постоянной составляющей.

Формула изобретения

Способ поверки вольтметров средне- квадратического значения напряжения, за

кл качающийся в подаче на вход поверяемого

вольтметра образцового двухуровневого напряжения с заданными среднеквадрати- ческим значением и коэффициентом амплитуды, измерении его, определении и

запоминании модуля погрешности результата измерения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности поверки в режиме измерения напряжения произвольной формы с постоянной составляющей с

заданным среднеквадратическим значением и коэффициентом амплитуды, ограничен- ным его заданным значением, всю указанную последовательность операций многократно повторяют, при этом каждый

раз двухуровневое напряжение задают с другим набором уровней, изменяя уровни с заданным шагом в пределах, ограниченных заданным значением коэффициента амплитуды, и используя все возможные сочетания

этих уровней, причем при каждом изменении уровней двухуровневого напряжения изменяют его скважность таким образом, чтобы его среднеквадратическое значение поддерживалось равным заданному значению, из запомненных модулей погрешности выбирают максимум и устанавливают его в качестве предела допускаемой погрешности измерения.

Фиг.1

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано для поверки вольтметров среднеквадратического значения (СКЗ) в режиме измерения низкочастотного нап ряже- ния произвольной формы с произвольной постоянной составляющей. Цель изобретения - повышение точности поверки в режиме измерения напряжения произвольной формы с постоянной составляющей с заданным СКЗ и коэффициентом амплитуды Ка, ограниченным его заданным значением. Согласно способу на вход вольтметра подают образцовое двухуровневое напряжение с заданными СКЗ и Ка, измеряют его и определяют модуль погрешности. Дополнительно всю упомянутую последовательность операций многократно повторяют, каждый раз задавая двухуровневое напряжение с другим набором уровней, причем используют все возможные сочетания этих уровней и поддерживают его СКЗ равным заданному значению, из полученных модулей погрешности выбирают максимум, который определяет предел допускаемой погрешности измерения.2 ил. Ё

Ujl

рт

Фиг. 2