Способ линеаризации амплитудной характеристики параметрического измерительного преобразователя и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01L1/24 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для уменьшения систематической погрешности, обусловленной нели- нейностью амплитудных характеристик измерительных преобразователей.

Известен способ линеаризации амплитудной характеристики преобразователя, заключаквдийся в сравнении сигналов двух дифференциальных измерительных плеч и компенсации нелинейности преобразователя tU.

Однако известный способ не обеспечивает требуемой точности линеаризации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому являетсй способ линеаризации амплитудной характеристики парё1метрического измерительного преобразователя, заключающийся в первоначальной градуировке двух каналов преобразователя, линеаризации градуировочной кривой путем изменения коэффициента преобразования преобразователя с помощью нелинейных звеньев и повторной градуировке преобразователя Г2.

К недостаткам известного способа .относится недостаточная точность линеаризации.

Цель изобретения - упрощение линеаризации характеристики.

Указанная цель достигается тем, что осуществляют изменение выходного напряжения в К раз для первого канала и в Кг| раз для второго канала, выдерживая соотношение ,) const, затем суммируют указанные

10 напряжения, сравнивают суг 1арный сигнал с опорньм, а сигнал рассогласования используют в качестве управлякяцего сигнала для изменения коэффициента преобразования преобразователя .

15

На чертеже представлено устройство, регшизующее предлагаемый способ.

Устройство содержит источник 1 света, поляризационно-оптическую систему 2, фотоприемники 3 и 4, сумма20тор 5, блок 6 сравнения, блок 7 опорного напряжения, управляемый блок 8 питания, блоки 9 масштабирования с разными коэффициентами передачи, дифференциальные выходы 10 и 11 ка25налов преобразователя.

Схема обратной связи, охватывающая преобразователь и состоящая из блоков 9 масштабирования, сумматора 5, блока 6 сравнения, управляемого бло30ка 8 питания, поддерживает чувствитёльность преобразователя постоянно приводя к нулю разность сигналов, поступающих на блок 6 сравнения от сумматора 5 и блока 7 опорного напряжения. Поддержание чувствительности постоянной осуществляется путем изменения питания источника 1 света, освещающего через поляризационно-оптическую систему 2 фотоприемники 3 и 4.

Если коэффициенты передачи К и K блоков 9 масштабирования имеют равную величину, то чувствительность преобразователя остается постоянной и при нагружении поляризационно-оптической системы 2 силой Р. Эт объясняется тем, что приращения напряжений на входе сумматора, вызываемые приращением силы Р,,. имеют одинаковую- величину и разные знаки и, вследствие этого, сигнал на выходе сумматора при изменении силы Р остается неизменным.

В том случае, когда коэффициенты передачи блоков 9 масштабирования утанавливаются неравными, неравными становятся и приращения напряжений, поступаквдие на входе сумматора при изменении силы Р (хотя приращения напряженийна выходах фотоприемников попрежнему равны). Вследствие этого сигнал на выходе сумматора, а значит и на выходе блока сравнения изменяется пропорционально силе Р. Управляемый блок питания, стремясь привести сигнал на выходе блока сравнения к нулю, изменяет ток, автоматически изменяя тем самым чувствительность преобразователя по мере увеличения силы Р. Это автоматическое изменение чувствительности преобразователя в процессе измерени приводит к появлений искусственной нелинейности его амплитудной характеристики. Знак этой нелинейности зависит от знаков изменения коэффициентов и К„, а величина - от их величины.

Эту искусственную нелинейность используют для компенсации естественной нелинейности амплитудной характеристики преобразователя.

Способ уменьшения (исправления) нелинейности амплитудной характеристики преобразователя осуществляется следунлцим образом.

Получив амплитудную характеристику преобразователя при одинаковых крэффициентах передачи К и К блокфв 9 масштабирования и определив зяаК нелинейности, изменяют коэффициенты передачи К и , чтобы сумма их осталась прежней. Если повторно полученная амплитудная характеристика имеет меньшую нелинейность, чем первоначальная, то коэффициенты К и К ij изменяют в том же направлении и снова определяют амплитудную характеристику и так далее до получения минимальной нелинейности. После этого фиксируют К и К ij при найденных значениях.

Если при первом изменении коэффициентов К и Кг нелинейность увеличивается, то проводят те же операции, изменяя коэффициенты К и К,, в противоположную сторону.

Формула изобретения

1.Способ линеаризации амплитудной характеристики параметрического измерительного преобразователя, заключающийся в первоначальной градуировке двух каналов преобразователя, линеаризации градуировочной кривой путем изменения коэффициента преобразования преобразователя с помощью нелинейных звеньев и повторной

градуировке преобразователя, отличающийся тем, что, с целью упрощения линеаризации характеристики, осуществляют изменение выходного напряжения в К раз для первого канала и в К/ раз для второго канала, вьщерживая соотношение +K2 const, затем суммируют указанные напряжения, сравнивают суммарный сигнал с опорным, а сигнал рассогласования используют в качестве управляющего сигнала преобразователя для изменения коэффициента преобразования преобразователя.

2.Устройство для осуществления способа по П.1, содержащее сумматор,

блок опорного напряжения, блок сравнения и управляемый блок питания, причем входы сумматора подключены к дифференциальным выходам каналов, выходы сумматора и блока опорного

напряжения подключены ко входам блока сравнения, а выход последнего ко входу управляемого блока питания, отличающееся тем, что в него введены блоки масштабирования

с разными коэффициентами передачи, соединяющие выходы дифференциальных каналов преобразователя со входами сумматора.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Великобритании № 1371222, кл. G 01 N, опублик. 1956.

2.Кончаловский В.Ю. и др.. Электрические измерительные преобразователи. М., Энергия, 1967, с. 180186 (прототип).

2-, у«