Способ измерения электрических и неэлектрических параметров

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, основанный на проведении трех последовательных измерений: вначале исследуемого параметра х, затем исследуемого параметра х вместе с образцовой мерой л X и исследуемого параметра к. умноженного на коэффициент k передачи входного звена, вычислении разностей -между первым и третьим, первым и вторым результатами измерений, определении отношения указанных разностей и умножении найденного отношения на образцовую меру Дх, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, полученное произведение принимают за новую образцовую меру Ьх,,, проводят четвертое п измерение исследуемого параметра х .вместе с новой образцовой мерой , а истинное значение исследуемого параметра определяют из соотношения -- ( мет N(x) N(x -ьлх) (k-1) X, ся с где N(x) - результат измерения х; N(kx)- результат измерения kx; N(x+ix)-результат измерения х+ьх,., ю 9) 90 X)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) З(51) С 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3501279/24-21 (22) 18.06.82, 46) 30.11.84. Бюл. 11- 44 (72) С.А.Попов, А.В.Попов, В.С.Квон и Б.В.Морев (71) Куйбышевский филиал Всесоюзного института по проектированию организаций энергетического строительства Оргэнергострой" (53) 621.317.725(088.8) (56) 1.Авторское свидетельство СССР

Р 257621 кл. G Ol R 34/00, 1968.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 250485, кл. С 01 G 19/12, 1967. (54) (57) СПОСОБ ИЗМЕ. ЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ, основанный на проведении трех последовательных измерений: вначале исследуемого параметра х, затем исследуемого параметра х вместе с образцовой мерой дх и исследуемого параметра х, умнбженного на коэффициент k передачи входного звена. вычислении разностей между первым и трегьим, первым и вторым результатами измерений, определении отношения указанных разностей и умножении найденного отношения на образцовую меру дх, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, полученное произведение принимают за новую образцовую меру дх, проводят четвертое измерение исследуемого параметра х, вместе с новой образцовой мерой

dx, а истинное значение исследуемого параметра определяют из соотношеfN (х) -N(kx)g д х> (N(x) N(x +дх, )1, k-1) где N(x) — результат измерения х;

N(kx)- результат измерения kx

11(х+дх )-результат измерения

Н х+дх„.

II26885 (I )

20 где М вЂ” результат измерения х при

1 разомкнутой цепи обратной связи

N — результат измерения х при

2 замкнутой цепи обратной свя- зи;

N — результат измерения х при

3 замкнутой цели обратной связи с измененным коэффициен том обратной связи. 30

Недостаток известного способа связан со значительной сложностью его практической реализации, обусловленной необходимостью перестройки в процессе измерений коэффициента обрат- З5 ной связи измерительного преобразователя °

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является g0 способ измерения электрических и неэлектрических параметров f2), заключающийся в проведении трех последовательных измерений: вначале исследуемого параметра х, затем исследуемого параметра х вместе с образцовой мерой Лх и исследуемого параметра х, умноженного на коэффициент. К передачи входного звена, и определении ис"" тинного значения х исследуемого исг параметра из соотношения

5N(x) -N(kx)l ax

)N(x) — N(x+hx)) (k-1) (2) где N(x) — пезультат измерения х;

N(kx)- результат измерения kx"

N(2+hx) — результат измерения х +11х.

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования при тестовых измерениях различных физических величин.

Известен способ определения электрических и неэлектрических параметров (1), предусматривающий измерение исследуемого параметра х при разомкнутой и замкнутой цепи обратной связи измерительного преобразователя, 10 возведение коэффициента обратной связи в степень, отличную от единицы, например в квадрат, измерение исследуемого параметра х при измененном коэффициенте обратной связи и опре( деление истинного значения х„, исследуемого параметра из соотношения

N Nä (М» — Мэ)

2 х ист (N N )и . я

УКазанный способ позволяет получить результат х„, инвариантным к параметрам функции преобразования измерительного канала при ее кусочно-линейном описании отрезками

N=a»+a (3) где j=l m — номер участка аппроксиЛ» мации;

Л - а — параметры функции преоб21 разования измерительного канала.

Однако при практической реализации известного способа имеет место методическая погрешность измерения, вызванная многоконтактностью измерительного процесса.

Целью изобретения является повышение Уочности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу измерения электрических и неэлектрических параметров, основанному на проведении трех последовательных измерений: вначале исследуемого параметра х, затем исследуемого параметра х вместе с образцовой мерой х и исследуемого параметра х, умноженного на коэффициент

k передачи входного звена, вычислении разностей между первым и третьим, первым и вторым результатами измерений, определечии отношения указанных ( разностей и умножении найденного отношения на образцовую меру 6 х, — полученное произведение принимают за новую образцовую меру х«, проводят четвертое измерение исследуемого параметра х вместе с новой образцовой мерой hx<, a истинное значение х,„,„ исследуемого параметра определяют из соотношения

ЕN(x) N(kx)) hx «(д) и" 1 11(х) -N(x+Iix„) j (— 1) где N(x+ax )- результат измерения х+Ьх», N(x) — результат измерения х;

N(kx) — результат измерения kx.

Известно, что через две точки можно абсолютно точно провести график полинома первой степени (3). Предположим, что две точки (М1,х),(N,х+

+Ьх), соответствующие двум первым тактовым преобразованиям, принадлежат уравнению (3, а тсчка (М,kx), соответствующая третьему тактовому преобразованию, не принадлежит этому уравнению. При этом в третьем такте измерения возникает погрешность

1126885

1 (х1 г

1<

<\+ < (К-1 1

30 — (К (V-11- КХ) (х1

3 =,(, 1 (х)+ < Ьк

М< — Ng ьх

Й, - 11 1:-1 г щем случае не равно

f (kx) — (а, + а kx), (5) где f (1 х) — реальная функция преобразования при выключенном входном звене с коэффициентом k передачи. 5

Перепишем выражение (2) с учетом выражения 1,5) х

N(kx)+ й:<-N(2) ы

М(к+ах) -N(x) (6)

По разности между выражениями (6) и (2) определяем погрешность тестового метода измерения з х и†(7) 15 (И (х+<|х)-N(x)) (k-1) Если функция f (х) на отрезке (к+ах, kx) обладает производными до (n-1)-го порядка включительно, ее можно разложить в ряд Тейлера. С

20 учетом выражения (21 путем несложных расчетов можно показать, что

+ f (х)

В

|1 = g ---т- — (xk-х) +а . (1-k)x; (8) J ;=< i ф

Переходя от Ь к приведенной ко входу входного звена относительной погрешности 3 измерения и ограничиваясьЗ5 лишь тремя членами размножения

f(х) в ряд Тейлора, будем иметь

I 45

Из выражения (10) видно, что0 является функцией х, Ь х и k, причем оказываетея на нулевом уровне при х„х +Ьх (i ij

Для того, чтобы в заданном диапа- 50 зоне изменения х8 =О, необходимо обеспечить выполнение условия (11) в любой точке диапазона от х „„„ до

Х 1«<<У

На чертеже представлена структура 55 устройства, реализующего предложенный способ измерения электрических и неэлектрических величин. устройство содержит адаптивный блок 1 формирования постоянной составляющей аддитивного теста, входное звено 2 с коэффициентом k передачи, измерительный преобразователь 3, ана. лого-цифровой преобразователь 4, вычислительный блок 5, логический блок

6, сумматоры 7 и 8, ключи 9-11 .

Работа устройства происходит следующим образом.

С выхода измерительного преобразователя 3 электрический сигнал, пропорциональный исследуемому параметру х, поступает на вход аналогоцифрового преобразователя 4. Цифровой эквивалент параметра х преобразуется в вычислительном блоке 5 в цифровой код и поступает на вход логического блока 6, управляющего работой адаптивного блока 1 формирования постоянной составляющей аддитивного теста.

Весь цикл измерения состоит из четырех тактов. При этом, поскольку значение исследуемого параметра х к моменту проведения эксперимента неизвестно, начальное значение образцовой меры выставляется как хrnaх + х п «

b х =-- — — — — — з- . После этого о 2 проводятся три первых такта измерения, В первом такте, при разомкнутых ключах 9 и 10 и замкнутом ключе ll измеряют исследуемый параметр х.

Результат измерения при этом опреде" ляется соотношением 3 . Во втором так-., при замкнутых ключах 9 и 11, и третьем Факте, при замкнутом ключе

10, измеряются, соответственно, веJIH

Полученные результаты N1,N2, N9 измерений указанных величии обрабатываются в вычислительном блоке 5 по алгоритму

Поскольку текущее значение х в обх <,«х + х ; — — — — — — — — = |1х, то результат х «„, д будет обладать погрешностью 3, в соответствии с выражением (1О}.

Цля устранения погрешности 6О в устройстве выполняется дополнительный, 1126885

Составитель Л.Морозов

Редактор С.Тимохийа Техред С.Легеза Корректор 0.Ëóãoâàÿ

Заказ 8686/34 Тираж 710 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35; Раушская наб,, д.4/6

Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 четвертый, такт измерения величины

x + 11 х, где и хН(1с I) ис î c4)op мировайная логическим блоком 6 новая образцовая мера.

Полученный результат Н абрабаты" вается в вычислительном блоке 5 совместно с N<, И по алгоритму 1 ) 4.xlìf (Я,-m„) O — 1) т.е. в полном соответствии с выражением (4).

При этом, если хинт хнет,о/ Ь гдето - в соответствии с выражением (9 дискретность мер, используемых при формировании 6х„ то проводится

5 еще один дополнительный такт измерения х с вновь уточненной образцовой мерой. В большинстве случаев оказывается, однако, достаточным лишь один шаг коррекции образцовой меры

Ьх. При этом погрешность $ практически сводится к нулю, что характеризует повышенную точность предложенного способа.