Способ измерения электрических и неэлектрических параметров

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИ- . ЧЕСКИХ И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, основанный на проведении четырех следовательных измерений, первое из которых предусматривает фиксацию ;. исследуемого параметра, а второе исследуемого параметра, умноженного на коэффициент передачи входного эвена , о 1 л я ч Ш: и- 1 с я тем что, с целью сокращения времени, при осуществлении большого числа однотипных измерений, повышения точнос . ти и расширения класса исследуемых параметров , при третьем и четвертом иэме .рениях,проводимых однократно, фиксируют соответственно образцовую меруи образцовую меру,умноженную а коэф-i фициент передачи входHoi o звена, а искомую величину X исследуемого параметра определяют .из соотношения . / . где 1, результаты первого,S второго, третьего и четвертого измере-/ .НИИ;W М - истинное значение образцовой меры.

,Su„„1041942

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ЗРП G, 01 R 19/00, —..

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ. ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ!, 1 р

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ,Ф,СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3431690/18-21 . ., на,отличающийся тем (22) 26.04.82 что, с целью сокращения времени при (46) 15. 09. 83. Бюл. М 34 осуществлении большого. числа одно(72) В.Г.Левон, В.И.Губарь типных измерений, повышения точноси И.Ю.Сергеев ти и расширения класса исследуемых па(71) Киевский ордена Ленина политех-;. . раметров,при третьем и четвертом иэменический институт им. 50-летия Вели-. рениях, проводимых однократно, фиксикой Октябрьской социалистической ре- .. руют соответственно образцовую меру ° волюции и образцовую меру, умноженную ма коэф-; (5Э) 621 ° 317.725(088.8) Фициент передачи входного звена, а (56) 1. Авторское свидетельство СССР- искомую величину х исследуемого.

9 257621, кл. G 01 R 1199//0000, 1968.. параметра определяют .из соотноше2. Авторское свидетельство СССР:. ния

Ю 331321, кл. 4 01 R 19/00, 1970 ° N„Nz (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ 3JIEKTPHЧЕСКИХ И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ g, основанный на проведении четырех по- где +1 +2 3 Й - результаты первого, Я следователь ных измерений, первое из второго, третьего которых предусматривает Фиксацию и четвертого иэмере исследуемого параметра, а второе - . ний; исследуемого параметра, умноженного . М - истинное значение на кррФФициент передачи входного .эве- образцовой меры.

1041942

Я -М

Х . Я, 3 4

N„=eX+S, ) где ot и Ь вЂ” неизвестные коэффициенты, характеризующие измерительный преобразователь и зависящие от различных Факторов (.например, дрейфа нуля и наклона характеристики иэмерительИзобретение относится к электрическим измерениям и предназначено для использования при реализации систем автоматического контроля, например параметрованализаторов спект ра. 5

Известен способ измерения электрических и неэлектрических параметров, согласно которому исследуемый параметр фиксируют трижды, причем два первых измерения выполняют при 10 разомкнутой и замкнутой цепи обратной связи, возведенном в степень, отличную от единицы, а искомую величину исследуемого параметра определяют по результатам трех перечисленных измерений(1).

Основной недостаток известного способа заключается в значительной затрате времени при осуществлении большого числа однотипных измерений, обусловленной необходимостью фиксации исследуемого параметра во всех беэ исключения тактах измерения. Кроме того, сложна практическая еаЛизация, предопределяющая изменение коэффициента обратной связи.

Наиболее близкий к предлагаемому способ измерения электрических и неэлектрических параметров основан на проведении четырех последовательных измерений, первое иэ которых пре- З0 дусматривает фиксацию исследуемого параметра, второе — исследуемого параметра, умноженного.на коэффициент передачи входного звена, третье исследуемого параметра вместе с об- 35 раэцовой мерой, четвертое — исследуемого параметра вместе с образцовой мерой, умноженных на коэффициент передачи входного звена, суммировании результатов второго и третьего измерений, а также результатов первого и четвертого измерений, вычислении разности между результатами первого и второго измерений, а также разности между найденными ранее суммами, делении одной разности на дру45 гую, умножении полученного отношения на истинное значение образцовой меры и определении искомой величины исследуемого параметра по итоговому произведению(2 ). 50

Недостатки известного способа также связаны со значительной затратой времени при асуществлении большого числа однотипных измерений и кроме того, с невысокой точностью и ограниченным классом исследуемых параметров. Значительное время измерительного процесса обусловлено тем, что исследуемый параметр задействован во всех четырех .тактах измерения. Достигаемая точность ограничена скоростью изменения исследуемого параметра. Для получения высокой точности измерения необходимо, чтобы изменение исследуемого параметра в Я течение четырех тактов измерения было достаточно малым. Это условие либо ограничивает класс исследуемых па-. раметров, либо предопределяет суще.ственную динамическую погрешность из мерения. Предусмотренное известным способом суммирование в третьем и четвертом тактах исследуемого параметра с образцовой мерой, являющейся однородной по физической природе с исследуемым параметром, ограничивает как точность измерения, так и класс исследуемыхпараметров,поскольку не все встречающиеся на практике физические величины удобно суммировать.

Цель изобретения - сокращение времени при осуществлении большого числа однотипных измерений, повышение точности и расширение класса исследуемых параметров.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения электрических и неэлектрических параметров, основанному на проведении четырех последовательных измерений, первое из которых предусматривает фиксацию исследуемого параметра, а второе — исследуемого параметра, умноженного. на коэффициент передачи входного звена, при третьем и четвертом измерениях, проводимых однократно, фиксируют соответственно образцовую меру и образцовую меру, умноженную на коэффициент передачи входного звена, а искомую величину х исследуемого параметра определяют из соотноше.ни я. .

r e N A/2, N, N< — результаты перво- го, второго, тре- . тьего и четверто.го измерений,"

М вЂ” истинное значение образцовой меры.

Способ осуществляют следующим образом.

В первом такте измерения фиксируют исследуемый параметр. Учитывая, что. любую, даже существенно нелинейную, характеристику измерительного преобразователя можно с требуемой точнос- тью представить с помощью кусочно-ли нейной аппроксимации отрезками прямых, связь между результатом первого измерения щ„ и величиной исследуемого параметра х следует представить в виде 1041942. н =ф- — и нн.

Э 4

Составитель Л.Морозов

Техред Т.Фанта Корректор A. Дзятко

Редактор А.Маковская

Заказ 7120/45 Тираж. 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 ного преобразователя, изменяющихся пад воздействием температуры и вследствие старения элементов, из которых выполнен преобразователь J а также от величины исследуемого параметра х в силу нелинейности указанной характеристики.

Во втором такте измерения фиксируют величину исследуемого параметра х, умноженного на коэффициент передачи k входного звена. Резуль- 10 тат второго измерения N2 связан с исследуемым параметром х зависимос- . тью

И =аах+Ь.

Третий и четвертый такты измерения 5 являются градуировочными, предназначенными для определения параметров измерительного преобразователя. В третьем такте фиксируют образцовую мбру

/4 ° Результат третьего измерения, Ng связан с параметрами измеритель-. 0 ного преобразователя соотношением .

М =a M+%, В четвертом такте измерения фиксируется образцовая мера М, уиножен-25 ная на коэффициент преобразован я входного звена. Результат четвертого измерения Й можно предоставить в виде

Й4 %A .ъ. . 30

Решая полученные четыре уравнения относительно х имеем

Анализ этого выражения показыва- : ет, что итоговый результат измерения не зависит от коэффициентов ol,. Ь, и, т.е. не завиоит от дрейфа 40 нуля, наклона и нелинейности характеристики измерительного преобразователя, коэффициента передачи входно» го звена, а также от изменения указанных величин под воздействием тем-, пературы окружающей среды и вследствие старения элементов, из которых выпол» нен измерительный преобразователь.

Временные затраты на проведение большого числа однотипных измерений при применении предлагаемого способа значительно сокращаются. Так,исследуемый параметр в данном случае задейст» вован только в двух тактах измерения.

Остальные два такта измерения являются градуировочными, т.е. их выполняют только один раз перед началом измерительного процесса. Временные затраты сокращаются также за счет упрощения алгоритма обработки. В частности, при определении каждого из параметров по предлагаемому способу из времени вычислений исключается время на выполнение операций суммирования, имеющих место в известных способах.

Исследуемый параметр задействован только в двух тактах, поэтому обеспечивается существенное расширение класса исследуемых параметров путем включения в него таких параметров, при из мерении которых динамическая погрешность, обусловленная изменением их в течение двух тактов измерительного процесса, нЕ превысит аналогичного значения при применении известных способов. Точность измерения, обеспечиваемая предлагаемым способом, повышается также эа счет исключения погрешностей от операций суммирования исследуемого параметра и образцовой меры. Поскольку в данном случае подобное суммирование отсутствует класс исследуемых параметров расширяется на такие физические величины (например, температура, длина волны излучения ), суммирование которых является затруднительным или связано с большими погрешностями, хотя и существуют меры для точного воспроизведения этих величин.