Способ определения градуировочной характеристики измерительного устройства Советский патент 1982 года по МПК G01R35/00 

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения градуировочных характеристик измеритель- , ных устройств.

Известен способ определения градуировочной характеристики измерительных устройств, заключающийся в том, что на градуируемое устройство подают испытательный сигнал и регистрируют выходной сигнал 1.

Недостатком способа .является низкая точность из-за отсутствия статистической обработки.

Наиболее близким к изобретению является способ определения градуировочной характеристики измерительного устройства, заключающийся в том, что на вход градуируемого устройства подают испытательный сигнал, регистрируют выходной сигнал и определяют градуировочную характеристику путем статистической обработки результатов. Сущность этого способа заключается в том, что на вход градуируемого устройства подают последовательность постоянных уровней х,,,,/ х, измеряют соответствующие им выходные величины у.,,,., /У, а затем определяют градуировочные

характеристики (ГХ1 измерительного устройства (х1 путем обработки результатов по какому-либо критерию, например, по методу Наименьших квгщратов, Полученную градуировочную характеристику используют для определения значения входной величины по найденному значению выходной величины 2.

10

Недостатком этого способа является то, что ГХ получены без учета динамических свойств измеряемого сигнала и инерционности градуируемого устройства. Это происходит по15тому, что градуировка проводится в статическом режиме, а не в динамическом. Вследствие этого использование ГХ, полученных известным способом для измерения динамических сиг20налов, приводит к появлению систематических динамических погрешностей. Для коррекции этих погрешностей расчетным путем дополнительно используются динамическими характерис25тиками измерительных устройств.

Однако использование последних сопряжено с большими вычислительными трудностями, особенно для нелинейных измерительных устройств. Кроме

30 того, динамические свойства сигнала и измерительного устройства учитыва ют расчетным путем, заменяя реальный сигнал и измерительное устройст их математическими моделями, что сн жает точность известного способа. Цель изобретения - повышение точ ности определения градуировочной ха рактеристики измерительного устройства в динамическом режиме. Поставленная цель.достигается те что согласно способу, заключающемус в подаче на градуируемое устройство испытательного сигнала, регистрации выходного сигнала и определении градуировочной характеристики устройства путем статистической обработки результатов, испытательный сигнал формируют с динамическими характеристиками, близкими к характеристикам измерительного сигнала, а выходные сигналы регистрируют в моменты совпадения значений испытательного сигнала заданным уровням. На чертеже представлена блоксхема устройства, реализующего пред лагаемый способ. Устройство содержит градуируемый измерительный прибор 1, сравнивающий блок 2, задатчик 3 уровня, блок 4 управления и статистической обработки данных. На градуируемый прибор 1 поступает динамический сигнал, который может подаваться либо со специаль;ного генератора, либо это-; может быть реальный измеряемый сигнал. По команде с блока. 4 управления, согласно программе, задатчик 3 уровня, вырабатывает постоянный уровень х, который поступает на второй вход сравни,вающего блока 2, на первый вход которого поступает- испытательный сигнал K(t). При выполнении условияx(t) х , (1) срабатывает сравнивающий блок 2 и выдает импульс, который разрешает регистрацию выходного сигнала y(t) в блоке 4 управления и обработки. Регистрация выходного сигнала производится установленное число раз, достаточное для проявления статисти ческих закономерностей. По окончании первой серии измерений по коман де с блока 4 задатчик 3 уровня устанавливает следующий уровень ., и производитсяновая серия измерений. При этом регистрация выходного сигнала тйкже производится при выполнении условия (1). Измерения осуществляются для всех выбранных уровней. По результа там измерений блок управления и обработки определяют по какому-либо критерию, например по методу наименьших квадратов, градуировочную характеристику прибора. Полученная Згарактеристика может бить представлена в аналитическом, графическом, либо другом видах. . Использование предлагаемого способа определения градуировочных характеристик, измерительных устройств обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества. Полученные по предлагаемому способу градуировочные характеристики измерительных устройств могут использоваться при измерении динамических сигналов. При этом, во-первых, отпадает необходимость корректировки динамических погрешностей путем громоздких расчетов, так как они автоматически учитываются при градуировке. Во-вторых, повышается точность измерений, так как в расчетах использовались математические модели измеряемых сигналов и измерительных устройств, которые лишь приближенно отражали их свойства. В-третьих, градуировка по предлагаемому способу может быть осуществлена не только при подаче динамического сигнала с испытательного генератора, но и в режиме измерения, когда на вход прибора поступает реальный измерительный сигнал. Проведенная апробация способа показала следующее. Для. конкретного измерительного прибора, предназначенного для регистрации стационарных случайных процессов, была снята статическая ГХ У , где X - входной сигнал измерительного прибора; у - выходной сигнал; k 0,3 - коэффициент усиления; ,19 - начальное смещение Для этого же прибора была снята ГХ по предлагаемому способу для стационарного случайного процесса со следующими характеристиками , Rj(i;)1000e-50-f где тл - математическое ожидание процесса; R корреляционная функция. В результате были получены следующие параметры ГХ k 0,24, у 0,29. Из сравнения видно, что параметры градуировочной характеристики, полученной по предлагаемому способу в динамическом режиме; отличаются от статической характеристики: Кц- на 20%, а УО - на 50%. Расчет показывает, использование статической характеристики-для измерения этого процесса привело бы к появлению динамической систематической погрешности -21%. Эта погрешность автоматически устраняется при использовании ГХ,. полученной по способу в динамическом режиме. Формула изобретения Способ определения градуировочной характеристики измерительного устрой ства, заключающийся в том, что на градуируемое устройство подают испытательный сигнал, регистрируют выход ной сигнал и определяют градуировочную характеристику устройства путем статистической обработки результа-JTOB, о т ли ч а ющи-й с я тем, что, с целью повышения точности, испытательный сигнал формируют с динамическими характеристиками, близ- кими к характеристикам измеритель-, ного сигнала, а входные сигналы регистрируют в моменты совпадения значений испытательного сигнала заданным уровням. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. М,, Изд-во стандартов, 1972, с. 245, п .2. 2.Электрические измерительные преобразователи. Под ред. Р.Р.Харченко, М.-Л., Энергия, 1967, с. 12.