Устройство для автоматической поверки электроизмерительных приборов Советский патент 1982 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при построении поверочных систем.

Известно устройство для поверки электроизмерительных приборов, содержащее два оптико-электронных преобразователя, образующих подвижный блок, анализатор выходных сигналов преобразователей, следящую систему, осуществляющую перемещение подвижного блока вслед за указателем поверяемого прибора, преобразователь интервалов времени в число импульсов, реверсивный счетчик, генератор тактовых импульсов, шаговый двигатель и коммутатор напряжения, при .этом входы преобразователя интервалов времени в число импульсов подключены к выходу анализатора выходных сигналов преобразователей, а выход - ко входу реверсивного счетчика, выход которого через генератор тактовых импульсов соединен с шаговым двигателем, выходной вал которого связан с коммутатором напряжения, подключенным к поверяемому прибору (1.

Это устройство не обеспечивает требуемой точности из-за динамических погрешностей измерительного ус ройства и образцового источника на-, пряжения.

Известна также установка для автоматической поверки электроизмерительньох приборов, содержащая источник эталонного сигнала,блок оптикоэлектронных преобразо.вателей (ОЭП) , устройство перемещения ОЭП,блок формирования импульсов,прогрг1ммирующее устройство, устройство вычисления погрешности и устройство магнитной записи сигналов, первый и входы которого связаны через к.гаочевое устройство с блоком формирования импульсов, а выходы его соединены с устройством вычисления погрешностей 2.

К недост &ткам этой установки следует отнести сложность процесса поверки, обусловленную использованием в нем устройства магнитной записи сигналов и генератора сигналов синусоидальной формы в качестве источника эталонного сигнала. Устройство магнитной записи сигналов, кроме усложнения установки/ приводит также к заметному понижению ее надежности.

Цель изобретения - повышение точности и надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической поверки электроизмерительных приборов, содержащее последовательно соединенные эталонный источник постоянного сигнала и образцовый делитель, блок оптико-электронных преобразователей (ОЭП), первые входы которого соединены через канал связи с отметками шкалы и указателя поверяемого прибора, второй - с выходом лока перемещения оптико-электронных преобразователей, а выходы - с входами двухканального формирователя импульсов , первый выход которого соединен с первым входом первого ключа, а второй - с вторым входом первого ключа и входом программного блока, первый выход которого соединен с вторым входом образцового делителя, второй - с первым входом сумматора, а третий - с первым входом арифметического блока, второй вход которого соединен с выходом сумматору введены делитель частоты, генератор образцовой частоты, формирователь временных интервалов и второй ключ, причем выход делителя частоты соединен с входом блока перемещения оптико-электронного преобразователя, а вход - через первый ключ с выходом генератора образцовой частоты и первым входом формирователя временных интервалов, второй вход которого соединен с четвертым выходом программного блока, первый выход - с вторым входом сумматора, а второй - с первым входом второго ключа, первый вхо которого соединен с выходом образцового делителя, а выход - с входом поверяемого прибора.

На чертеже приведена блок схема предлагаемого устройства.

В состав устройства входят блок 1 ОЭП, блок2 перемещения ОЭП, двухканальный формирователь 3 импульсов, делитель 4 частоты, первый ключ 5, генератор б образцовой .частоты, формирователь 7 временных интервалов, второй ключ 8, образцовый делитель 9, эталонный источник 10 постоянного сигнала, программный блок 11, сумматор 12, арифметический блок 13. Номером 14 обозначен поверяемый прибор .

Блок 1 ОЭП служит для преобразования светового , отраженного от значащих отметок и указателя поBepjtaeMoro прибора 14, в электрические импульсы. Поэтому он содержит два жестко связанных между собой оптико-электронных преобразователя. В поле обзора одного из них попадают значащие отметки шкалы, в поле зрения другого - указатель прибора. Блок 1 ОЭП снабжен блоком 2 перемещения, которым он передвигается вдол шкалы поверяемого прибора 14 Блок

2 перемещения выполнен дискретным. Выход каждого из ОЭП соединен с одн из двух формирователей импульсов расположённых в двухканальном формирователе 3 импульсов. Блок 2 перемещения через делитель 4 частоты и первый ключ 5 связан с выходом генератора 6 образцовой частоты, которы через формирователь 7 временных интервалов соединен также с управляющим входом второго ключа 8. Сигнальный вход ключа 8 через образцовый делитель 9 связан с эталонным источником 10 постоянногосигнала, а выход - с входом поверяемого прибора 14. Выходы блока формирователей 3 импульсов связаны с управляющими .входами первого ключа 5, а один из |них, с которого снимаются импульсы совмещения указателя с значащими отметками, соединен также с входом программного блока 11.. Программный блок 11 служит для задания алгоритма работы устройства в зависимости от технических характеристик поверяемого прибора 14 (предела измерения и числа значащих отметок). Программа в него может вводиться либо с помощью переключателей (кнопок), либо с помощью перфокарт. Программный блок 11 имеет четыре выхода, первый из которых свзан с управляющим входом второго ключа 8, второй - с управляющим входом формирователя 7 временных интервалов, третий - с одним из входов сумматора 12, а четвертый - со вторым входом арифметического блока 13. Второй вход сумматора 12 подключен ко второму выходу формирователя 7 временных интервалов, а выход - ко второму входу арифметического блока 13.

В устройстве реализован способ поверки электроизмерительных приборов, основанный на использовании в качестве входных сигналов поверяемого прибора сигналов (напряжения, тока) прямоугольной формы и перемещении указателя поверяемого прибора путем изменения скважности прямоугольных импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом поверки в программный блок 11 вводится программа работы устройства, включающая в себя набор команд для перестройки образцового делителя 9 и формирователя 7 временных интервалов. Команды,, поступающие на образцовый делитель 9, задают его состояние для каждой значащей отметки поверяемого прибора 14. В результате «а выходе образцового делителя 9 устанавливается заданное значение постоянного сигнала (напряжения, тока), номинально значение которого формируется источником 10 постоянного сигнала. Команды, поступающие с программного блока 11, на формирователь 7 времен НЕЛХ интервалов служат для задания номинального значения длительности прямоугольных сигналов, подаваемых на поверяемый прибор, и дискретност ее перестройки. .Длительность импуль сов и дискретность ее перестройки в процессе поверки определяются характеристиками поверяемого прибора (пределом измерения,числом значащих отметок, классом точности). Работа устройства начинается по сигналу оператора и происходит в следующей последовательности. Сначала открывается ключ 5 и импульсы с генератора б образцовой частоты через этот ключ и делитель 4 частоты поступают на блок 2 перемещения ОЭП, который выполнен дис кретным. Коэффициент деления делите ля 4 частоты выбирается исходя из допустимой скорости перемещения бло ка 1 ОЭП. Блок 2 перемещения лриводит в движение блок 1 ОЭП и пе ремещает его до момента попадания светового луча одного из ОЭП этого блока на первую значащую отметку;, поверяемого прибора 14. В этот момент на одном из выходов -двухканального формирователя 3 импульсов образуется импульс, который поступает на один из управляющих входов ключ 5. Ключ 5 закрывается и тем самым прекращает доступ импуль сов с генератора 6 образцовой частоты на делитель 4 частоты и дальше на блок 2 перемещения. Движение блока ОЭП прекращается и он устанавливается прбтив первой значащей отметки поверяемого прибора 14. После этого с программного блок 11 выдается команда на перестройку образцового делителя 9 и формирователя 7 временных интервалов, фор мирователем 7 производится вначале формирование временных интервалов, несколько меньших номинальной длительности сигналов прямоугольной формы, подаваемых на поверяемый прибор. Это сделано с тем,.чтобы указатель поверяемого прибора 14 всегда не доходил до проверяемой отметки. Управляющие-временные си налы с выхода формирователя 7 пост пает на ключ 8,открывая его на вре рав%ое длительности импульсов. Тем самым на выходе ключа 8 формируютс сигналы (напряжение или ток) прямо угольной формы, которые поступают на поверяе№лй прибор 14, и устанав вают его указатель в определенное положение.Через несколько периодов формируемого сигнала, число которых определяется временем переходных процессов в поверяемом приборе 14, формирователь 7 временных интервалов начинает перестраивать длительность формируемого сигнала с определенным шагом в сторону увеличения. Указатель поверяемого прибора 14 сближается с проверяемой отметкой и в момент их совпадения на выходе другого ОЭП блока 1 появляется сигнал, который поступает в формирователь 3 .импульсов, а на соответствующем выходе последнего формируется импульс, поступающий на программный блок 11 и на управляющий вход ключа 5. По этому сигналу в сумматор 12 из программного блока 11 вводится код номинального значения длительности прямоугольных импульсов, соответствующего действующему значению сигнала в проверяемой отметке прибора, а из формирователя 7 временных интервалов код действительного значения длительности. В сумматоре 12 образуется разность кодов, т.е. код ДТ . Этот код, а также код С , номер проверяемой отметки и число всех значащих отметок вводятся в арифметический блок 13, в котором производится определение приведенной погрешности в проверяемой отметке прибора. Арифметическим блоком могут быть вычислены абсолютная и относительная погрешности и вариация показаний. Одновременно с этим управляющим сигналом с выхода двухканального формирователя 3 импульсов открывается ключ 5 и блок 2 перемещения устанавливает блок 1 ОЭП аналогично предыдущему в следующей значащей отметке поверяемого прибора 14. Затем по сигналу программного блока 11 перестраиваются образцовый делитель 9 и формирователь 7 временных интервалов . в дальнейшем работа устройства полностью повторяется при прямом и обратном направлении движения указателя поверяемого прибора 14. В каждой из значащих отметок прибора определяются погрешности , коды которых могут быть выведены на регистрацию, либо могут анализироваться в арифметическом блоке 13 путем сравнения их с предельной погрешностью для заключения:соответствует ли поверяемый прибор классу точности. Повышение точности обусловлено исключением динамических ошибок, возникающих в процессе непрерывного слежения за указателем, при его перемещений, так как отсчет показаний производится фактически в статическом режиме, а также динамических ошибок измерительного устройства и источника сигнала, неизбежно возникающих при перестройке по линейног/