Способ измерения постоянного и переменного напряжения Советский патент 1980 года по МПК G01R19/00 

. t

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для точных измерений постоянного и переменного напряжение.

Известен способ преобразования напряжения в цифровой код путем коррекции результата измерения на величину погрешности, полученную в про-, цессе измерения с обратным преобразованием кода в напряжение и преобразованием ношряжения в код с последующей коррекцией кода, полученного в результате повторного преобразования на величину погрешности измерения в предаиущем цякле, повторном преобразовании-откорректированного цифрового эквив.алента исходного напряжения и многократного повторения цикла измерения с коррекцией до получения кодированного значения исз одного напряжения с заданной точностью til.

Недостатком способа является значительная затрата времени на одно измерение.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ измерения переменного напряжения, основанный на коррекции ре.зультата.измерения путем формирования тестового напряжения усилением измеряемого напряжения и масштаб- ного преобразования его с регули руемым коэффициентомпередачи,определения по величине тестового напряжения корректирующего коэффициента, связанного с погрешностью измерительного устройства, определения первого скорректированного результата, пропорционального произведению корректирующего коэффициента на выходную величину измерительного устройства при подаче на его вход измеряемого напряжения, формирования в

5 следующем цикле тестового напряжения, пропорционального результату предыдущего цикла измерения при измененном .масштабном коэффициенте преобразования, определения корректирующего

20 коэффициента и скорректированного результата измерения в данном цикле, пропорционального произведению корректирующего коэффициента на выходную величину измерительного устройства 2.

Недостатком способа является наличие аддитивной составлякицей погрешности, так как он характеризуется неравномерным распределением

30 .относительной погрешности вдоль шкалы значений вь-утри каждого поддиапазона измерений. Кроме того, для реализации этого способа необходимо иметь преобразователь переменного напряжения в постоянное, сохраняющий высокие метрологические характеристики в большом динамическом и частотном диапазонах, а также и во времени, так как заложенный в способе итеративный принциг требует проведения большого числа измерений Цель изобретения - повышение точности измерений в динамическом и час тотном диапазонах и повышение быстро действия. Указанная цель достигается тем, ч-го в способе измерения постоянного и переменного напряжения, основанном на коррекции результата последую щего измерения с помощью результата предыдущего измерения,.измерения производят в два такта, причем в первом такте напряжение измеряют при конечном значении шкалы, равном выбранному пределу измерений измеритель ного устройства, величину измеренного напряжения запоминают, коэффициент передачи измерительного тракта устанавливают равным величине, обратной измеренному напряжению, во втором такте то напряжение измеряют при конечном значении шкалы, приравненном к величине измеряемого на пряжения, результат второго измерени умножают на заполненное в первом так те значение и по произведению судят о величине измеряемого напряжения. Окончательный результат измерения да ным способом имеет вид , () иЛИб-,) --U dtcfz). (Я результат измерения; результат измерения в пе вом такте; результат измерения во B ром такте; измеряемое напряжение; относительная погрешност первого измерения; относительная погрешност второго измерения . Так как погрешность современных цифровых вольтметров имеет вид (1 - ) U, относительная погреш HocTi; измерения; относительная мульти пликативная составля ющая погрешность; ) - относительная аддити ная составляющая пог решности ; и - рзличина предела измерения в данном поддиапазоне ; УХ - измеряемое напряжение, то данный способ измерения реализует в первом такте приравнивание предела измерений к величине измеряемого напряжения, то есть UK DX, поэтому во втором- такте при повторном измерении погрешность минимальна и равна относительной мультипликативной составляющей погрешности Cf2 а + Таким образом, в соответствии с (1) итоговая погрешность равна ( (fi а.(4) Ввиду того, что операция приравнивания предела измерений к величине измеряемого напряжения производится для всех напряжений поддиапазона, итоговая относительная погрешность постоянна вдоль всего диапазона,что исключает аддитивную составляющую погрешности. При измерении переменного напряжения операция приравнивания предела измерений к величине измеряемого напряжения позволяетполучить во втором такте постоянный уровень сигнала, поступающего на преобразователь переменного напряжения в постоянное, не зависящий от величины измеряемого напряжения,что позволяет уменьшить мультипликативную составляющую погрешности и улучшить частотные Свойства измерителя напряжения. На чертеже приведена блок-схема устройства, реализующего данный способ. Устройство для измерения постоянного и переменного напряжения содержит входное устройство 1, декадный делитель 2 напряжения, переключатель 3, преобразователь 4 переменного напряжения в постоянное, аналого-цифровой преобразователь 5, арифметическое устройство Ь, устройство 7 индикации и устройство 8 управления. В течение первого такта измерения измеряемое напряжение входным устройством 1 приводится к стандартному уровню и подается на декадный делитель 2 напряжения,управляемый кодом,коэффициент передачи которого установлен равным единице. С выхода декадного делителя 2 напряжение подается переключатель 3, если измеряется постоянное напряжение, или через преобразователь 4 переменного напряжения в постоянное и переключатель 3, если измеряется переменное напряжение. Дальше напряжение идет на аналого-цифровой преобразователь 5, с выхода