УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙОММЕТРОВ Советский патент 1971 года по МПК G01R27/00 

Изобретение относится к области электроизмерительной техники. При проверке омметров с неравномерной шкалой погрешности их определяют по формуле:7лпр (Rn - R) -р 100%, р линейно приведенная погрешгде 7лпр /1 ность, о/о; длина участка шкалы, пр«ходяш.егося в точке на единицу измеряемой величины, мм; длина рабочей части шкалы, Л1м; величина образцового сопротивления, подключаемого к проверяемому омметру; RH - показание омметра. Длину участка Ш:Калы /i измеряют линейкой или отсчетным микроскопом, длину рабочей части шкалы /р можно определить по результатам измерения радиуса дуги, проходяш;ей через середипы самих коротких отметок шкалы и угла рабочей части шкалы. Таким образом, применяемый в настоящее время способ определения погрешностей омметров при их проверке чрезвычайно кропотлив, занимает много времени и сопряжеи с большими вероятностями внесения субъективных ошибок. Для автоматического получения значения погрешностей магнитно-электрических омметров, нормируемых в процентах ио отношению к длине рабочей части шкалы, по отношению к действительному значению измеряемого сопротивления и к конечному значению диапазона измерений поверяемого прибора, в предлагаемом устройстве измерительпая схема выполнена в виде блока преобразования сопротивление-напряжение, вход которого соединен с входом блока преобразования напряжение-код, выход которого соединен со входом реверсивного счетчика, управляемого блоком управления. Выход генератора этало)1ной частоты подключен к входу вентиля, управляемого блоком управления и реверсивным счетчиком, а выход вентиля подключеп через переключатель к выходному делителю и двум другим последовательно соединенным делителям, выполняющим функции умножителей. Выход этих делителей соединен со входол реверсивного счетчика. При известном уравнении (1) шкалы поверяемого прибора погрешность, нормируемая в процентах по отношению к длине рабочей части шкалы, может быть выражена следующи.м образом: -;,„р г, 1000/0. п Т, 100%, /макс () - мни () - чувствительпость прибогде t ра в поверяемой точке шкалы; l(R) - уравпёнпе шкалы прибора;/максС) и (R) - зпачепия функции l(R), соответствуюш,ие верхней и нижней границам рабочей части шкалы прибора. Как известно, суш,ествует четыре вида магнитоэлектрических омметров: приборы с последовательной цепью и бескоиечпым пределом измерения; приборы с параллельной цепью и бесконечным пределом измерения; приборы с последовательной цепью и ко}1енпым пределом измерения; приборы с параллельной цепью и конечным пределом измерений. Уравнение шкалы прибора перво можпо записать как: l LRO - внутреппее сопрот омметра; полная длина шкал бора; и - напряжение- источни тапия прибора; р - постояпная измерит механизма прибора. Чувствительность и длина рабоче шкалы прибора соответственпо равны: ,0 ( + К,Га/,. / /макс(/)-ин() - ( + ) ( + ) Тогда приведенная погрешность ом последовательной шкалой и бесконечн делом измереиня с учетом (3) и (4) быть представлена в виде: л п (0 + ) (0 + Каакс) 1Л пр - Л. - макс - мчн -.. 100 О/о .Х (Ro + R,r- Rn -100 о/о, относительная погрешность омметра; RH - показание омметра; (До + мин) () коэффициент, ЯВЛЯ макс - юш,ийся постоянной величиной для прибора. Сопротивление Ro соответствует геометрической середине шкалы прибора. В связи с этим формула (5) позволяет без дополнительных измерений определить приведенную погрешность омметров. Можио показать, что для остальных типов магнитоэлектрических омметров приведенная погрешность определяется по такой же формуле (5), где Ro - внутреннее сопротивление прибора, соответствующее геометрической середине шкалы. Исключение составляют только приборы с параллельной цепью и конечным пределом измерения, для которого сопротивление Ro может быть определено по формуле 0, хп - ,5 где .s - отметка на шкале, соответствующая середине шкалы; Rjfo. - верхний предел измерения омметра. Выражение (5) определяет алгоритм работы устройства автоматизированной поверки, позволяющего производить автоматическое вычисление погрешности поверяемых .омметров. Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2 - блоксхема выходного делителя. В состав устройства входят блок 1 преобразования сопротивление-напряжение, блок преобразования напряж.ение-код, два реверсивных счетчика 3 и 4, первый и второй делители 5 и б и выходной делитель 7, генератор 8 эталонной частоты, управляемый вентиль 9, блок 10 управления и переключатель 11 нормирования погрешностей поверяемых приборов. Преобразователь сопротивления в напряжение представляет собой операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включено из.меряемое сопротивление RX. а во входную цепь включено сопротивление RH, равное измеряемому (сопротивление, соответствующее показанию поверяемого омметра). На вход усилителя подается эталонное напряжение. При этом напряжение на выходе усилителя будет пропорционально отношению величин сопротивлений -- . Делители 5 и 6 танавливает вручную. Положение переключателя // (Яь //2, Яз) определяется способом нормирования погрешностей поверяемых приборов. Исходным является положение I. Выходной делитель 7 (фиг. 2) состоит из 5 трех счетчиков С-1, С-2, С-3, выполненных на триггерах TI-7„, и схемы переноса, выполненной На логических элементах «И импульсно-потенциального типа. Триггеры счетчика С-1 управляют элементами «И. Счетчик ю С-1 - вычитающего типа, счетчики С-2 и С-3 - суммирующего типа. Перед началом измерений в счетчик С-1 вводится число ,, соответствующее отметке 0 середины шкалы поверяемого омметра. 15 В исходном состоянии -вентиль 9 заперт. При проверке омметра регулируемое некалиброванное сопротивление Rx подключается к поверяемому прибору и регулировкой его величины указатель поверяемого омметра под- 20 водится под нужную отметку ш.калы. Затем сопротивление х включается в цепь обратной связи операционного усилителя, а во входную цепь усилителя включается образцовое калиброванное сопротивление п, величи- 25 на которого соответствует показанию поверяемого прибора. Коэффициент деления делителя 5 устанавливается вручную пропорциональным Номиналу , делителя 6 - пропорциональным величине коэффициента К. Работа схемы происходит в два цикла. При первом цикле напряжение, снимаемое с операционного усилителя, преобразуется в преобразователе напряжение-код в число-импульсный код, фиксируемый счетчиком 3. Пос- 35 ле этого счетчик реверсируется на вычитание, открывается вентиль 9 и через вентиль и делитель 5 начинают проходить импульсы эталонного генератора, вычитаемые от числа, зафиксированного в счетчике 3, и заносимые 40 одновременно в счетчик 4. В момент окончания списывания числа со счетчика на выходе последнего появится сигнал, обеспечивающий запирание вентиля. На этом первый цикл работы схемы заканчивается. К концу этого цик- 45 ла число, которое было зафиксировано в счетчике 3, перезаписывается в счетчик 4. Кроме того, при списывании со счетчика 3 зафиксированного в нем числа в счетчик С-1 делителя 7 вводится число, равное произведе- 50 нию списанного со счетчика 3 числа на коэ Ьфициент деления делителя 5, т. е. пропорциональное величине сопротивления Rx. Так как счетчик С-1 работает на вычитание, то к концу первого цикла в нем устанавливается чис- 55 ло NI V - N, где V - емкость счетчика тл NZ-- число, соответствующее сумме сопротивлений RO и RX. После окончания первого цикла работы 60 счетчик 4 реверсируется на вычитание, и нереключатель // переводится блоком управления в положение II. Помимо этого, в цепь обратной связи операционного усилителя включается калиброванное сопротивление, равное 65 по величине сопротивлению К„. При этом в идеальном случае напряжение на выходе операционного усилителя равно входному. Двойное использование усилителя (при первом и втором циклах работы) позволяет скомпенсировать постоянные составляющие его погрешностей. В течение второго никла работы преобразователь напряжение-код преобразует в код напряжение, равное входному напряжению операционного усилителя. Число, снимаемое с преобразователя 2, вычитается от числа, зафиксированного в счетчике 4. В результате в счетчике 4 будет разностное , пропорциональное относительной погрешности пове д;ллс ,-1 ряемого омметра а„ - - После этого снова реверсируется счетчик 4 и открывается вентиль 9, в результате чего происходит списывание со счетчика 4 разностного числа. К моменту окончания снисывания сигналом реверсивного счетчика 4 запирается вентиль и заканчивается второй цикл работы. За время списывапия числа со счетчика 4 на делитель / пройдет количество импульсов, пропорциональное величине an RnПринцип работы выходного делнтеля 7 состоит в следующем. Перед началом второго цикла работы сигналом блока управления, подаваемым на логические элементы «И, число NI со счетчика С-1 переносится в счетчики С-2 и С-3. Привтором цикле работы число MZ, пропорциопальное величине , вводится в счетчпк -2- При поступлении части числа Л2, равной счетчик С-2 возвращается в исходное нулевое состояние. Импульс, возникающий при этом на выходе С-2, поступает на вход счетчика С-3 и одновременно на схему переноса, которая вновь переносит число Л/i из счетчика С-1 в счетчик С-2. Как только новая часть вводимого числа Nz станет равной ;Vi, счетчик С-2 снова возвращается в исходное состояние и формирует импульс переноса и т. д. Таким образом, на вход счетчика С-3 поступает количество импульсов, меньшее в Л раз числа, вводимого в счетчпк С-2. Счетчик С-3 работает аналогично. В связи с этим общий коэффициент деления схемы равен NI. Следовательно, с выходного делителя 7 па регистрирующее устройство пройдет количество импульсов, пропорциональное величине , т. е. соответствующее погрешно л /р i сти поверяемого омметра, приведенной к длине рабочей части шкалы. При проверке омметров, погрешности которых нормируются по отношению к действительной величине измеряемого сопротивления, переключатель // находится в исходном положении I. Коэффициент деления делителя 5 устанавливается пропорциональным R,i, остальных делителей - равным единице. В делитель 7 число, пропорциональное RQ, в отличие от первого режима не вводится.

Регистрирующее устройство подключено непосредственно к выходу счетчика С-2 (переключатель По в делителе 7 находится в положении II). Работа входной части схемы происходит точно так же, как и в предыдущем режиме. При этом в течение первого цикла работы происходит запись в счетчик 3 чисЯ, ла, пропорционального отнощению

тем перезапись этого числа в счетчик 4, ввод числа, пропорционального Rx, в счетчик С-1 делителя 7.

Во втором цикле работы переключатель // находится в положении II (после ввода в счетчик 4 второго числа получается в нем разностное число, соответствующее отношеА D

ПНЮ «л - ) Затем при сппсываании

/

разностного числа вводится в счетчик С-2 делителя 7 число, пропорциональное А/. Со счетчика 7 пройдет на регистрирующее устройство количество импульсов, пронорциоД/нальное величине , т. е. соответствующее

х

погрешности омметра, отнесенной к действительной величине измеряемого сопротивления.

В случае поверки омметров, .погрешности которых нормируются по отношению к конечному значению диапазона измерений, переключатели П1, П2, Пз и По находятся в положении II в течение обоих циклов работы схемы. Реверсивный счетчик 3 и счетчики С-1 и С-3 делителя 7 в работе схемы не участвуют.

Коэффициент деления делителя 5 устанавливается пропорциональным номиналу Rn, делителя 6 - единице.

Коэффициент пересчета счетчика С-2 устанавливается вручную, пропорциональным верхнему пределу измерения макс поверяемого омметра. Работа входной части с.хемы происходит точно так же, как и в предыдущих режимах работы.

В течение первого цикла работы в счетчик 4 вводится число, пропорциональное величине отношения - . Во втором цикле работы

н

в этом счетчике получается разностная величина, пропорциональная ад. После открывания вентиля при списывании со счетчика 4, числа, нропорционального ад, в делитель 7 вводится число, пропорциональное , и с делителя 7 в регистрирующее устройство по ступает количество импульса, пропорциональДное отношению , т. е. погрешности ом макс

метра, приведенной к конечному значению

дианазона измерений.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс определения погрешностей магнитоэлектрических омметров. Параметры, вводимые в устройство

определения погрешностей, могут быть получены непосредственно по шкале поверяемого прибора без каких-либо дополнительных измерений, как это требуется при существующей методике поверки омметров.

Предмет изобретения

Устройство для определения погрешностей омметров, содержащее образцовое сопротивление, соединенное с входом измерительной схемы, и источник питания, отличающееся тем, что, с целью автоматического получения значения погрешностей в виде число-импульсного кода, измерительная с.хема выполнена в

виде блока перобразования сопротивление- напрял ение, вход которого соединен с входом блока преобразования напряжение-код, соединенным другим входом с блоком управления, а выходом - через переключатель с реверсивпыми счетчиками, другие входы которых подключены к блоку управления, а выход к управляемому вентилю, соединенному, в свою очередь, с генератором эталонной частоты, блоком управления и через первый и второй делители с входами реверсивных счетчиков, а через переключатель и второй делитель и переключатель - с входами блока выходного делителя, соединенного также с выходом блока управления. С 5лока управЛ

Фаг. 2 f / flo ps2ucr/, КЗ Пд