Способ измерения нелинейности интеграторов Советский патент 1983 года по МПК G06G7/18 G01R35/04 

. .X 1

Изобретение относится к измеритель., ной технике, в частности к интеграторам электрических сигналов, и может быть использовано при проверке прецизионных интеграторов.

Известен способ измерения нелинейности измерительных приборов, 6 частности интеграторов электрических сигналов, основанный на подключении к поверяемому приборуэталонного элект-ю рического сигнала выбранного у ровня

Недостатком известного способа является необходимость в большом количестре источников эталонного сигнала для того, чтобы перекрыть весь рабо- is чий диапазон поверяемого прибора.

Известен также способ деления эталонного сигнала регулируемым прецизионным делителем, что позволяет использовать только один эталонный нал 2 .

Однако, хотя точность резистивных делителей напряжения выше, чем точность, с которой аттестуются источники эталонного сигнала, она недостаточна для измерения в широком диапа зоне нелинейности прецизионных интеграторов электрических сигналов, составляющей тысячные доли процента. Так, например, прецизионный делитель одного и-з лучших отечественных потенциометров типа обеспечивает погрешность для напряжения й 1В, 510 для напряжения 1 мВ и i, 10 % для напряжения 0,1 мВ.

Цель изобретения - повышение точ- ности измерения нелинейности интеграторов в широком диапазоне.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу измеренияг нелинейности интеграторов, основанном на интегрировании входных сигналов выбранных уровней в течение заданного интервала времени и сравнении отношения результатов интегрирования каждого уровня с отношением величин выбранных уровней, указанные уровни формируют путем последовательного деления началь ного выбранного уровня входного сигнала в заданное число раз, интегрирование для каждого выбранного уровня производят дважды на каждом интервале интегрирования, причем при каждом интегрировании начальный выбранный уровень входного сигнала равен поделенному на два начальному выбранному уровню предыдущей операции, а нелинейность определяют по отношению начального выбранного уровня и поделенного на два на каждом интервале интегрирования. При осуществлении предлагаемого способа целесообразно номинальное зна мение коэффициента деления выбрать равным двум. В этом случае точное значение коэффициента деления может быть измерено самим поверяемым ин,тегратором с погрешностью, определяемой только сходимостью показаний интегратора. На чертеже изображен вариант структурной электрической схемы устройства, которое реализует предложенный способ измерения нелинейности интегра торов. Устройство содержит источник 1 с регулируемым напряжением, на входе которого включены вольтметр 2 и делитель напряжения, состоящий из резисторов 3 и о Поверяемый интегратор 5 соединен с делителем через переключатели 6 и 7 Значения сопротив лений резисторов 3 и t выбраны равны ми для того, чтобы коэффициент делен был равен двум. Номинальные значения резисторов 3 К должны быть много меньшими () величины входно го сопротивления поверяемого интегра тора . При необходимости влияние вход ного сопротивления может быть учтено расчетным путем. При осуществлении предложенного способа на выходе источника 1 устанавливают по вольтметру 2 напряжение приблизительно равное максимальному входному напряжению поверяемого интегратора 5 (например 20 В). Устанав ливают переключатель 6 в верхнее по схеме положение, а переключатель 7 в нижнее по схеме положение и интегрируют входной сигнал этого уровня, Затем переводят переключатель 6 в нижнее по схеме положениеи, тем самым, делят входной сигнал в два раза Э 2 т.е. до 10 В. Этот сигнал (10 В) интегрируют поверяемым интегратором 5Затем устанавливают на выходе источника 1 напряжение приблизительно 10 8, переводят переключатель 6 в верхнее по схеме положение и интегрируют указанный сигнал источника 1, далее переводят переключатель 6 в нижнее положение и интегрируют деленный в два раза сигнал (5 В). Устанавливают на выходе источника 1 напряжение 5 В, переводят переключатель 6 в верхнее по схеме положение и повторяют все операции, последовательно уменьшая напряжение на выходе источника 1, пока не будет перекрыт весь рабочий диапазон поверяемого интегратора 5. Нелинейность интегратора 5 оценивают, сравнивая отношение результатов интегрирования сигналов каждого из выбран ных уровней до и после деления. Пример. Расчет нелинейности интегратора по результатам измерений. Допустим, что интегратор используется для измерения количества электричества в прецизионной кулонометрии с контролируемым потенциалом рабочего электрода. В этом случае интегр руемый сигнал экспоненциально уменьшается во времени. При измерении нелинейности в соответствии с предложенным способом входные сигналы U до деления в К раз и входные сигналы U| после деления в К раз связаны соотношениями --К, СЯ ,Если А, и А- показания интеграf т тора при интегрировании соответственно входных сигналов U- в течение времени t и u| в течение времени t. то нелинейность интегрирования на участке входных сигналов от U- до .равны Можно показать, что общая погрешность интегрирования, обусловленная нелинейностью, выражается соотношением,.х1.Л4)