Способ автономной поверки линейности вольтметров и устройство для его осуществления Советский патент 1982 года по МПК G01R35/00 

3 кости поверки и расширение области применения. Указанная цель достигается тем, что согласно способу автономной поверки линейности вольтметров,основа ному на сравнении показаний поверяемого вольтметра с номинальными значениями напряжений регулируемого источника напряжений и включающему выравнивание опорных напряжений поверяемого вольтметра и регулируемого источника напряжений и установку на декаде регулируемого источника напряжения, равного напряжению старшей поверяемой декады с номером т, равным М, увеличивает напряжение на декаде регулируемого источника напряжений в К раз по сравнению с напряжением поверяемой декады с номером m и, если m равно М, сравнивают напряжения на каждой ступени декады регулируемого источника с напряжение на одной ступени и выравнивают их, а если ш не равно М, сравнивают напряжение на декаде регулируемого источника с напряжением на одной ступе ни этой декады, запомненным при поверке предыдущей старшей декады- вольтметра, и выравнивают их, после чего запоминают напряжение на однЬй ступени декады регулируемого источника напряжений, уменьшают напряже-ние на декаде регулируемого источника напряжений в К раз до напряжения т-й декады поверяемого вольтметра, поверяют линейность декады вольтметр с номером m и, если m меньше Шд, устанавливают на декаде регулируемого источника напряжение, равное напряжению (,га+1)-й декады поверяемого вольтметра, и повторяют последовательно все операции, начиная с операции увеличения напряжения на декаде регулируемого источника напряжений в К раз до окончания поверки младшей поверяемой декады с номером т„ Для реализации предлагаемого способа в устройство, содержащее источник опорного напряжения и регулируемую резистивную декаду, выходы которой через декадный переключатель под ключены к одной из входных клемм поверяемого вольтметра, введены истомник тока, дополнительный декадный переключатель, переключаемый синхрон но с декадным переключателем, переключатели опорного напряжения и ре54жима поверки и делитель опорного напряжения, входы которого объединены с выводами источника опорного напряжения и соответственно подключены к одной из входных клемм источника тока и первому контакту переключателя опорного напряжения, второй контакт которого подключен к выходу делителя опорного напряжения, а средний контакт - к другой входной клемме источника тока, вь1ходные клеммы которого подключены, к входам регулируемой резистивной декады, выходы которой через смещенный относительно декадного переключателя на чэдин шаг дополнительный декадный переключатель подключены к первому контакту переключателя режима поверки, второй контакт которого подключен к одному из входов регулируемой резистивной декады, а средний контакт - к другой входной клемме поверяемого вольтметра. На фиг, 1 приведена граф-схема алгоритма предлагаемого способа автономной поверки линейности вольтметров; на фиг. 2 - структурная электрическая схема устройства для его реализации. Внутри условных и операторных вершин граф-схемы алгоритма поверки записаны следующие поверочные операции в содержательных терминах: 1 -выравнивают опорные напряжения поверяемого вольтметра и регулируемого источника напряжений;2 - устанавливают на декаде регулируемого источника напряжение, равное напряжению старшей поверяемой декады с номером m М; 3 - увеличивают напряжение на декаде регулируемого источника напряжений в К раз по сравнению с напряжением поверяемой декады с номером т; k - сравнивают напряжения на каждой ступени декады регулируемого источника с напряжением на одной ступени и выравнивают их; 5 - сравнивают напряжение на декаде регулируемого, источника напряжений с напряжением на одной ступени этой декаДы, запомненным при поверке предыдущей старшей декады вольтметра, и выравнивают их; 6 - запоминают напряжение на одной ступени декады регулируемого источника напряжений; 7 уменьшают напряжение на декаде регулируемого источника напряжений в К раз до напряжения декады поверяемого вольтметpaС номером m; 8 - поверяют линейность декады вольтметра с номером т; 9 устанавливают на декаде регулируемого источника напряжение, равное напряжению декады поверяемого вольтметра с номером m : m+1. Устройство содержит регулируемый источник 1Тока, включающий входные клеммы 2 для подключения источника 3 опорного напряжения или выхода делителя 4 опорного напряжения с коэффициентом деления К и выходные клеммы 5 для подключения регулируемой ре зистивной декады 6, два синхронно пе реключаемых декадных переключателя 7 и 8, смещенных один относительно дру гого на один шаг (ступень), и переключатели 9 опорного напряжения и режима поверки 10. Источник 1 тока со встроенным переключателем и органами регулировки пределов выходного тока , совместно с регулируемой декадой 6 образуют однодекадный регулируемый источник 11 напряжений, величина выходного на пряжения U j21- которого определяется величиной протекающего через равновеликие сопротивления Rдекады 6 тока 1, устанавливаемого встроенным переключателем пределов тока источника 1 тока. При этом, номинальное значение тока lyy, источника 1 тока задается значением опорното напряжения U. делителя k опорного напряжения и может увеличиваться в К раз (1) на любом пределе m источника 1 тока путем подключения к его входным клеммам 2 источника опор ного напряжения 3 с напряжением Е, в К раз большим напряжениям UQ. . Переключатель 10, переключаемый синхронно с переключателем 9 опорного напряжения, обеспечивает режим поверки вольтметра 12 и калибровки линейности резистивной декады 6. В режиме Поверка замкнуты контакты аЬ переключателей 9 и 10, при этом на декаде 6 устанавливается напряжение , равное напряжению поверяемой декады тл вольтметра, и соответствующие поверяемым точкам суммы напряжений U. нарастающих ступеней декады 6 переключателем 7 последовательно подают на вход поверяемого вольтметра 12. В режиме Калибровка замкнуты контакты ас переключателей 9 и 10 и увеличенный в К раз ток 1 источника тока создает на декаде 6 напряжение Ujj, увеличенное в К раз по сравнению с напряжением поверяемой декады вольтметра. При этом, -увеличенные в К разнапряжения U ступеней декады 6 переключателями 7 и 8 последовательно подают на вход поверяемого вольметра для сравнения и выравнивания их по напряжение одной из ступеней путем изменения сопро- . тивлений R ступеней декады 6. . Для пояснения сущности предлагаемого способа рассмотрим поверку линейности вольтметра на пределе измерения 1 В. При этом коэффициент деления К делителя 4 опорного напряжения может быть любым и, в частности, равным (.для удобства) 10, а значения опорного напряжения Е и равновеликих сопротивлений R могут быть неточными, однако они (К, Е и должны обладать высокой кратковременной {за время поверки) стабильностью. Согласно граф-схеме алгоритма поверку линейности низковольтных пределов измерения вольтметра осуществляют последовательно, начиная со старшей декады с номером m М 1, равной в рассматриваемом случае 1В, Перед поверкой выравнивают опорное напряжение поверяемого вольтметра по опорному напряжению , регулируемого источника 11 напряжений, для чего переключатели 9 и 10 устанавливают в положение аЬ, устанавливают на источнике 1 TQKa предел тока 1 , соответствующий напряжению 1В на декаде 6, и изменением опорного напряжения Uo устанавливают показание поверявр.юго вольтметра равным номинальному значению 1В. Опорные напряжения можно выравнивать также измене-. нием опорного напряжения поверяемого вольтметра, поскольку .при относительных измерениях высокая абсолютная точность опорных напряжений не требуется. Непосредственно перед поверкой линейности старшей декады вольтметра подстраивают линейность резистивной декады 6 регулируемого источника 11 напряжений, для чего установкой переключателей 9 и 10 в положение ас Калибровка) увеличивают напряжение на декаде 6 в- 1 О раз ()-по сравнению с напряжением 1В старшей поверяемой декады ) вольтметра Т2. При этом, увеличенные в 10 раз на7пряжения U 1 В ступеней декады 6 переключателям.и 7 и 8 последовательно подают на поверяемый вольтметр и регулировкой сопротивлений R ступеней декады 6 выравнивают их по напряжению любой ступени, например первой UH , и запоминают соответст(| Т ff вующее ему показание N, поверяемого вольтметра. При выполнении этой операции к точности поверяемого воль метра не предъявляются высокие требования, поскольку он используется в качестве компаратора для сравнения равновеликих напряжений U ступеней. Затем установкой переключателей 9 и 10 в положение аЬ (Поверка ) уменьшают напряжение на декаде 6 в раз до напряжения IJ 1В старшей поверяемой декады и, используя регулируемый источник 11 напряжений с предварительно подстроенной линейностью резистивной декады .6, поверяют линейность старшей декады с номером вольтметра путем измерения поверяемым вольтметром нарастающих от О до 1В ступенями по 0,1В сум напряжений Ш ii , устанавливаемых переключателем 7. После этого встроенным переключателем пределов тока устанавливают на источнике 1 тока предел тока 1, соответствующий напряжению U 0.,1В на декаде Ь, затем установкой переключателей 9 и 10 в положение ас вновь увеличивают раз напряже ние на декаде 6 до напряжения U 1В которое сравнивают с запомненным при поверке предыдущей старшей декады напряжением первой ступени Uj , выравнивают их изменением тока I,j источника 1 тока и запоминают напряжение Uj на первой ступени декады 6. Затем установкой переключателей 9 и 10 в положение аЬ (Поверка) вновь уменьшают напряжение на декаде 6 в 10 раз до напряжения Ua. 0,1В равного напряжению следующей младшей поверяемой декады с номером и аналогично поверяют линейность декады с номером 2 вольтметра 12. Поверку следующих младших декад с но мерами m 3,...,mp осуществляют аналогично, повторяя перечисленные операции в указанной последовательности до окончания поверки линейности младшей поверяемой декады с номером m Пр, каждый раз уменьшая на порядок ток 1 источника 1 тока. 15 Таким образом, предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволяют повысить точность и уменьшить трудоемкость поверки линейности вольтметров за счет повышения точности выравнивания равновеликих внутридекадных и междекадных напряжений, уменьшения количества операций, обуславливающих при их последовательном выполнении накапливание погрешности, и уменьшения времени поверки, а также за счет уменьшения количества декад регулируемого источника напряжений до одной резистивной декады. Предлагаемый способ и устройство могут быть использованы для поверки вольтметров постоянного тока любых типов, в том числе и цифровых. Формула изобретения 1. Способ автономной поверки линейности вольтметров, основанный на сравнении показаний поверяемого вольтметра с номинальными значениями напряжений регулируемого источника напряжений и включающий выравнивание опорных напряжений поверяемого вольтметра и регулируемого источника напряжений и установку на декаде регулируемого источника напряжения, равного напряжению старшей поверяемой декады с номером т, равным М, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности, уменьшения трудоемкости поверки и расширения области применения, увеличивают напряжение на декаде регулируемого источника напряжений в К раз по сравнению с напряжением поверяемой декады с номером m и, если m равно М, сравнивают напряжения на каждой ступени декады регулируемого источника с напряжением на одной ступени и выравнивают их, а если m не равно М, сравнивают напряжение на декаде регулируемого источника с напряжением на одной ступени этой декады, запомненным при поверке предыдущей старшей декады вольтметра, и выравнивают их, после чего запоминают напряжение на одной ступени декады регулируемого источника напряжений, уменьшают напряжение на декаде регулируе--мого источника напряжений в К раз до напряжения т-й декады поверяемого вольтметра, поверяют линейность

декады вольтКйТра с номером m и, если m меньше т, устанавливают на декаде регулируемого источника напряжение, равное напряжению (т+1)-й декады поверяемого вольтметра, и повторяют последовательно все операции, начиная с операции увеличения напряжения на декаде регулируемого источника напряжений в К раз, до окончания поверки младшей поверяемой декады с номером т. . .

2. Устройство для осуществления способа по п. 1,-содержащее источник опорного нап1эяжения и регулируемую резистивную декаду, выходы которой через декадный переключатель подключены к одной из входных клемм поверяемого вольтметра, отличающееся тем, что, с целью повышения точности, уменьшения трудоемкости поверки и расширения области . применения, в него введены источник тока, дополнительный декадный переключатель, переключаемый синхронно С декадным переключателем, переключатели опорного напряжения и режима поверки и делитель опорного напряжения, входы которого объединены с выводами источника опорного напряжения и соответственно подключены к

одной из входных клемм источника тока и первому контакту переключателя опорного напряжения, второй контакт которого подключен к выходу делителя опорного напряжения, а средний контакт - к другой входной клемме источника тока, выходные клеммы которого подключены к входам регулируемой резистивной декады, чыходы

которой через смещенный относительно декадного переключателя на один шаг дополнительный декадный переключатель к первому контакту переключателя режима поверки, второй контакт которого подключен к одному из входов регулируемой резистивной декады, а средний контакт - к другой входной клемме поверяемого вольтметра.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Современные методы и средства поверки цифровых измерительных приборов. -Сер, Метрология и измерительная техника, М., ВНИИКИ, ТЭ, с. 16-18.

2.Потенциометры (компенсаторы) постоянного тока измерительные. Методы и средства поверки. ГОСТ , с.41-43, черт. 12.

/ffff/etf offejp/fif Jia

Й./ ..-- /feTy