Способ стабилизации чувствительности регистрирующего прибора Советский патент 1980 года по МПК G01R13/04 

(54) СПОССВ СТАБИЛИЗАЦИИ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РЕГИСТРИРУЮЩЕГО ПРИБОРА Изобретение относится к области изм рительной техники и может быть испопьаовано при создании быстродействующих самопишущих электромехаш1ческих приборов высокого класса точности, В совремеш1Ь1х электромеханических быстродействующих самопишущих приборах используется способ стабилиаацш чувствительности путем применения глубокой отр1щательной обратной связи часть выходного параметра пре.образуется с помощью прецизионного обратного преобразователя в иапряжшше, которое вычитается иа выходного, згропорционального информативному параметру, причем разностный сигнал усиливается и преобразуется регистнрующим прибором в отклонение указателя Il|, Известный способ поеволяет С1шзить в 1 ч- К В раз i Ъ - петлевое усиле1ше; К, В - коэффициент передачи прямой и обратной ветви) значение статической погрешности, но не дает возможности уменьшить динамическую погре ность, возникающую временной и температурной нестабильности параметров регистратора. Указанная нестабильность приводит к изменению коэффициентов дифференциального уравнения, описывающего регистрирующий прибор. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ стабилизации чувствительности регистрирующего прибора, ааключаюищйся в том, что на вход регистрирующего прибора поочередно подают информативный параметр и высокостабильные сигналы, служащие для вычерчивания координатной сетки /2j. Изменение чувствительности таким образом корректируется изменением мааитаба. Указанный способ, , пр1шятый за прототип, реализован в устройстве для регистрации хода характеристики по крайней мере одной измеряемой величины. Недостатком указанного способа является невозможность исключения динамических погрешностей из-за временной и темпёратурной нестабильности регистрирующего прибора. Объясняется это тем, что во врамеш и от температуры изменяется помимо коэффициентов схемы в установившемся режиме моменты инерции и успокоения, из-за чего, в свою очередь, изме няются коэффициенты дифференциального уравнеш1Я, описывающего 1фибор, .Это при водит к тому что значение динамической погрешности в условиях, отличаю:цихся от нярмальных, значительно превышает ее значение при нормальных условиях эксплуатации. Целью изобретения является минимиза ция динамической погрешности, возникающей при изменении условий скрулсающей среды (температуры, вла кности, давяе шя и т д.) в широких пределах, старении и замене элементов схемы прибора. Это достигается тем, что в способе, включающем операцию поочередной подачи на вход прибора регистрируемого и опорных сигналов, модел11руют номинальную динамическую характеристику прибора подают опорные сигналы на вход прибора и модели, их выходные сигналы сравниBaioTj выделяют разностный сигнал, который усиливает, выпрямляют, интегрируют и используют-для управления параметрами регулируемых элементов регистрирующего прибора Кроме того, интервал времени регистрации делают значительно большим, чем интервал време ш калибровки, а частоты калибровочных сигналов выбирают соответствующими начальному, среднему п конечному участкам амплитуд но-частотной характеристики регистрхфую щего прибора,. На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 - эпюры напряисений на входах и выходах его элементов. Устройство содержит регистрирующий прибор 1, автоматический переключатель 2, источник 3 onopiibix сигналов, электри ческую модель 4 прибора, представляющую собой устройство, динамическая характеристика которого совпадает с номинальной динамической характеристикой прибора, безынерционный согласующий преобразователь 5, вычитающее устройство 6, усилитель 7, фазочувствительный вьшрямитель 8, переключатель, 9, интегр торы 10. Устройство работает следующим образом. На вход регистрирующего прибора 1 с помощью автоматического переключателя 2 поочередно подаются регистрируемый Х/х и опорные l/oM,,l/oni.iVon,,.-сигналы переменного тока. Последние создаются источником 3. Эпюры регистрируемого . V и опорных I/on,i otJv- oUti сигналов изображены на фиг. 2, а. Опорные сигналы имеют неодинаковую частоту, что необходимо для подстройки различных участков амплитудно-частотной (АЧХ) и фазо-частотной (ФЧХ) характеристик. Для простоты будем считать, что электрическая схема регистирующего прибора представляет собой минимально-фазовую цепь, т. е. изменение амплитудно-частотной характеристики всегда связано с изменением фазо-частотной характеристики, пр1«ем подстройку можно осуществлять только АЧХ или ФЧХ Различающиеся по частоте напряжения источника опорных сигналов с помощью автоматического переключателя 2 поочередно подаются на входы регистрирующего прибора 1 и его электрической модели 4, выполненной ИЗ высокостабильных элементов. Отклонение указателя регистрирующего прибора с помощью безынерционного согласующего преобразователя 5 преобразуется в электрический сигнал. Напрялсения с выходов согласующего преобразователя SIW Uoiipj,...l/o,y и моделиЦопллм пад - l/onMt, (фиг. 2, б) подаются на вычитающее устройство 6, с выхода которого снимаются разностные напряя ения Уву,iVeiv.-Ue;j L (фиг. 2, в), которые усиливаются усилителем 7, выпрямляются фазочувствительным выпрямителем 8, цепь управления которого связана с источником и через автоматический переключатель 9 подаются на интеграторы 1О. 1 ыходные параметры интеграторов 1О инт (фиг. 2, г) служат для регулирования управляемыми элементами, которые выполнены так, что позволяют изменять коэффициенты дифференциального управления, описывающего регистрирующий прибор. В исходном состоянии при нормальных условиях эксплуатации коэффршиенты дифференциальных уравнений регистрирующего прибора 1 и модели 4 равны и их амплитудночастотные характеристики од шаковы. При изменении условий окружающей среды (температуры, давления, влажности и т, д.), при старении и замене элементов регистрирующего прибора коэффициенты дифференциального уравнения отличаются, вследствие чего амплитудночастотная характеристика регистрирующего прибора 1 и модели 4 становятся неодинаковыми Различие выражается в появлении на выход шгаитающего устройства разности сигналов. Эти сигналы усиливаются, выпрямляются и интегрируются. Выходы интегразоров соединены с цепями регулирования управляемых элементов, служащих для итстгройки коэффициентов дифференциальног© уравнения регистрирующего прибора 1. Регулирование ведется до момента совпадения . амплитудно-частотных характеристик регистргфующего прибора 1 и модели 4. Электромеханические быстродействующие регистрирующие пр1Йез ы находят , весьма широкое применение в различlobix. областях науки и техники - энергети ке, металлургии, биологии, медицине, для контроля технологическими ч юнессами и т. д. Снижение динамической иогрешности пЬзволяет сократить расход сьфья и повысить качество выпускаемой щ)одукции. Формула изобретения 1. Способ стабилизации чувствительности регистрирующего прибс$ а, включаю щий поочередную подачу на прибор регис рируемого и опорных сигналов, о t л ичающийся тем, что, с целью минимизации динамической погрещности при изменении параметров элементов прибс а, моделируют номинальную динамическую х актеристику прибора, подают опорные сигналы на вход Щ)ибора и модели, их выходные сигналы сравнивают, выделяют разностный сигнал, который усиливают, вьшрямляют, интегрируют и используют для управления параметрами регулируемых элементов регистрирующего прибора. 2.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что интервал времени измерения аепают значительно болыним, чем интервал времени калибровки. 3.Способ поп.п.1и2, отличающийся тем, что частоты калибровочных сигналов выб1фают соответствующими начальному, среднему и конечному участкам амплитудно-частотной характеристики регистрирукидего прибора. Источники информации, гфинятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N 3739384, кл.,34в-1И, 1973. 2.Патент ФРГ NS 2434963, кл. 21 е 13/О4, 1975.