Многоканальная измерительная система с устройством коррекции измерительной характеристики

 

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений путем коррекции измерительной характеристики в реальном масштабе времени. Значение калибровочных сигналов, поступающих с любого датчика, вычисляют по приведенной формуле. Результаты вычислений через вентили 19 и 27 заносятся в регистры 17 и 26, с выходов последних на соответствующие ключи 14,15, 23 и 24 посту пают управляющие сигналы для подключения соответствующих проводимостей 12,13, 21 и 22 к опорному резистору 9 и резистору II. По сигналу с блока 20 управления и синхронизации осуществляют опрос группы датчиков, подключенных с помощью коммутатора 1. Результаты измерений сиг1C налов датчиков передают на регистри (Л рующее устр-во. 1 ил. ю 00 ;D

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО1.1ИАЛИСТИНЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1273739 А1

1511 4 G 01 D 21/02, G 01 В 7/18 I3 !.

1! !. Ы,.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АBTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

От датиаюЮ

17тУатчигад ИЦ Пс "Л П Т1 1 И

L!!

t!!! !! !!

ll l! !!

I ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3695436/24-10 (22) 13.01.84 (46) 30.11.86.Бюл. ¹ 44 (72) Е. Г. Зубов, 10.С. Ильин, А.И.Лебедева и А.Г.Харченко (53) 53.088.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1008616, кл. G 01 В 21/02, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 381875, кл. G 01 В 7/18, 1971., (54) МНОГОКАНАЛЬНАЯ ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ

СИСТЕМА С УСТРОЙСТВОМ КОРРЕКЦИИ

ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ (57) Изобретение относится к измерительной технике и позволяет повысить точность измерений путем коррекции измерительной характеристики в реальном масштабе времени. Значение калибровочных сигналов, поступающих с любого датчика, вычисляют по приведенной формуле. Результаты вычислений через вентили 19 и 27 заносятся в регистры 17 и 26, с выходов последних на соответствующие ключи 14,15, 23 и 24 поступают управляющие сигналы для подключения соответствующих проводимостей 12,13, 21 и 22 к опорному резистору 9 и резистору 11. По сигналу с блока 20 управления и синхронизации осуществляют опрос группы датчиков, подключенных с помощью коммутатора 1. Результаты измерений сигналов датчиков передают на регистрирующее устр-во. 1 ил.

1273739

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к измерительной аппаратуре с устройством коррекции измерительной характеристики.

Целью изобретения является повышение точности измерений путем коррекции измерительной характеристики в реальном масштабе времени.

На чертеже преставлена блок-схема многоканальной измерительной системы, содержащей два коммутатора 1 и 2 датчиков в каждом из которых размещено по два калибровочных резистора 3,4 и 5,6. Питание на калибровочные резисторы и тензорезисторы, размещенные на исслецуемой конструкции, подается через контакты коммутатора и источника питания 7, а электрический сигнал с соответствующего калибровочного сопротивления (или датчика) поступает на узел сравнения 8, второй вход которого соединен с опорным резистором 9, включенным в цепь питания датчика. Вьг од узла сравнения 8 соединен с входом аналого-цифрового преобразователя (АЦП1 10„. напряже ние питания генератора калиброванных напряжений. которого подается с резистора 11, ",к-люченного в цепь питания датчика и опорного резистора 9, Параллельно опорному резистору 9 подключен магазин проводимостей

12 и 13, последовательно соединенных с ключами 14 и 15, узла 16 регулировки нуля измегительного устройства. системы. Управляющие входы ключей 14 и 15 соедин":íbt с выходами регистра

17, входы которого соединень1 с выходом вычислительного устройства 18 через вентили 19. Вход вычислитель— ного устройства соединен с выходом блока 20 управления и синхронизации системы. Параллельно резистору 11, с Которого подается питание на генератор калиброванных напряжений и

АЦП 10 подключен магазин проводимостей 21 и 22 с последовательно соединенными ключами 23 и 24 узла 25 регулировки коэффициента преобразова ния измерительной характеристики.

Управляющие входы ключей 23 и 24 соединены с вьв:одами регистра 26, входы которого соединены с выходами вычислительного устройства 18 через вентили 27.

Система работает следующим обраэом

N — К!

1 1 значения калибровочных сигналов, выра— женные в единицах шкалы измерител2 ного устройства системы, характеристика преобразования которого не искажена дестабилизирующими факторами и имеет вид Ц „= ЬП „ (эти значения вводят в память ЭВМ перед обработкой результатов измерений); значения калибровоч— ных сигналов, изме ! ренные с N с по1 мощью многоканальной

З5 где K uN

1 2

2 измерительной системы, характеристика преобразования которой приняла вид

11,, „= A + KbUex

Перед началом работы системы в память вычислительного устройства !

8 вводят значения калибровочных сигналов от резисторов 3 — 6, не искажен ные дестабилизирующими факторами.

8 . атем по сигналам с блока 20 управления и синхронизации перед каждым циклом опроса группы датчиков, подключаемых коммутатором 1, к входу !

О узла сравнения 8 подключают с помощью соответствующих контактов коммутатора 1 сначала калибровочный ре— зистор 3. Результаты сравнения сигнала резистора 3 и опорного резис-!

5 тора 9 поступают на вход АЦП 10. Ре зультаты измерения калибровочного сигнала через устройство управления (20) передаются на вход вычислительного устройства 18. Аналогично осу2О ществляется измерение калибровочного сигнала резистора 4. Для исключения случайных погрешностей измерения калибровочных сигналов каждый из них измеряется 8-10 раз. Осредненные в вычислительном устройстве 18 результаты измерений калибровочных сигналов затем используются этим же вычислительным устройством для вычисления поправочньтх коэффициентов А о и К

ЗО по формуле

N — N2

К = 1 2

N1 1Я!

273739

Тогда значение М параметра 11

s поступающего с любого датчика, подключаемого к измерительному устройcTBv с помощью этого коммутатора, вычисляется по формуле

А

N о

Результаты вычислений через вентили

19 и 27 заносятся н регистры 17 и !О

26 узлов коррекции "нуля" и коэффициента преобразования измерительной характеристики системы 16 и 25 соответственно. В соответствии с вычисленными значениями А, и К с выхо- f5 дов регистров 17 и 26 на соответствующие ключи 14,15 и 23,24 поступают управляющие сигналы для подключения соответствующих проводимостей

12,13 и 21,22 к опорному резистору 20

9 и резистору 11. При этом эквина— лентное сопротивление резистора 9 изменяется так, что в измерительной характеристике системы обеспечивается значение А,= О, а эквивалентное сопротивление резистора ll изменя— ется так, что коэффициент преобразования АПП 10 становится равным Ь (т.е. К = 1), и тогда характеристика преобразования системы принимает вид U = ЬП .По окончании процесса ы вх регулировки измерительной характе— ристики по сигналу с блока 20 управления и синхронизации осуществляется опрос группы датчиков, подключаемых с помощью коммутатора 1. Результаты измерения сигналов датчиков передаются на регистрирующее устройство (или ЭВ!1). Аналогично описанному по сигналу с блока 20 управления синхро — о низации осуществляется коррекция коэффициентов А и К для группы датчиков, подключаемой с помощью коммутатора 2, по результатам измерения калйбровочных сигналов с резисторов

5 и 6. Значения поправочных коэффициентов А; и К вычисляются для каждой группы датчиков с учетом как возможного дрейфа измерительных характеристик измерительного устройства системы,так и за счет разброса линий связи от коммутаторов до измерительного устройства. Так как коммутаторы выполнены выносными и располага— ются вблизи исследуемой конструкции, изменения. значений коэффициентов Ао и К за счет линий связи от коммутатора до датчика пренебрежимо малы.

Так как к каждому коммутатору подключается группа датчиков н количестве 50-100 шт, а быстродействие измерительной системы 150-300 датчиков/с, изменение измерительных характеристик за счет дрейфа измерительного устройства также пренебрежимо малы.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Многоканальная измерительная система с устройством коррекции измерительной характеристики, содержащая. датчики измеряемой величины с калибровочными резисторами, подключенными к входу коммутатора, выход которого соединен с источником питания и с измерительным устройством, состоящим из опорных резисторов и последовательно соединенных узла сравнения и аналого-цифрового преобразователя, отличающаяся тем, что, с целью. повышения точности измерений путем коррекции измеритель— ной характеристики н реальном масштабе времени, н него введены два одинаковых узла регулировки, блок управления и вычислительное устройство, причем выход аналого-цифрового пре— образонателя через олок управления соединен с входом вычислительного устройства, выходы которого подключены к входам узлов регулировки, первые выходы которых объединены и подключены к одним концам опорных резисторов и к вторым входам узла сранненйя и аналого †цифрово преобразователя, а второй выход первого узла регулировки подключен к второму концу одного из опорных резисто— ров, к одному из выходов коммутатора и к третьему входу узла сравнения, второй выход второго узла регулировки подключен к второму концу другого опорного резистора, к источнику питания и к третьему входу аналого-цифрового преобразователя, четвертый вход которого соединен с одним из выходов блока управления, а каждый узел регулировки содержит последовательно соединенные блок вентилей, регистр, ключи и магазин проводимостей.