Способ комплексирования измерений

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в информационно-измерительных системах. Цель изобретения - повышение точности измерений. Для этого, используя результаты преобразования эталонных и нулевого сигналов , определяют величины поправок, которые надо вносить в результаты измерений каждого преобразователя 4, и определяют результаты измерения каждого преобразователя 4 с учетом поправок. Вычисляют среднее из скорректированных с учето.м поправок результатов измерения входных величин и определяют отклонения от среднего из результатов измерения каждого преобразователя 4. Если показания канала отличаются от среднего более допустимой величины, то результат измерения данного канала исключают и находят среднее арифметическое из оставшихся результатов, которое берется в качестве результата преобразования. Выполнение этих операций обеспечивается вычислительным устройством 6. При исключении из результатов показаний одного из датчиков 1 или преобразователей 4 осуществляют изменения циклограммы подключения преобразователей 4 к датчикам 1, в результате чего датчик или канал исключают из использования. 2 ил. S (Л Г&-ЧЗ-п AnpuopHffff UHtpOpMClLfUfl &-ЧЗ-п N3 00 СП 00 ьо NJ Фиг. I

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1278582

@11 4 G 01 D 21/02

А2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АBTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 726427 (21) 3927880/24-10 (22) 15.07.85 (46) 23.12.86. Бюл. № 47 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроизмерительных приборов (72) Л. К. Резник и Г. Н. Солопченко (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 726427, кл. G Ol D21/02,,18.10.78. (54) СПОСОБ КОМПЛЕКСИРОВАНИЯ

ИЗМЕРЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в информационно-измерительных системах.

Цель изобретения — повышение точности измерений. Для этого, используя результаты преобразования эталонных и нулевого сигналов, определяют величины поправок, которые надо вносить в результаты измерений каждого преобразователя 4, и определяют результаты измерения каждого преобразователя 4 с учетом поправок. Вычисляют среднее из скорректированных с учетом поправок результатов измерения входных величин и определяют отклонения от среднего из результатов измерения каждого преобразователя 4. Если показания канала отличаются от среднего более допустимой величины, то результат измерения данного канала исключают и находят среднее арифметическое из оставшихся результатов, которое берется в качестве результата преобразования. Выполнение этих операций обеспечивается вычислительным устройством 6. При исключении из результатов показаний одного из датчиков 1 или преобразователей 4 осушествляют изменения циклограммы подключения пре- S образователей 4 к датчикам 1, в результате чего датчик или канал исключают из использования. 2 ил.

С:

1278582

Изобретение относится к измерительной технике, может найти применение в информационно-измерительных системах и является усовершенствованием изобретения по авт. св. № 726427.

Цель изобретения — повышение точности измерений при том же времени измерений.

На фиг. 1 изображена схема для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2— временные диаграммы.

Предлагаемый способ может быть реали- 10 зован с помощью устройства, содержащего датчики 1 входных величин, источники 2 эталонных и нулевого сигналов, коммутирующее устройство 3, преобразователи 4 информации, устройство 5 накопления информации, вычислительное устройство 6, логическое устройство 7 управления коммутатором. Дополнительно к этому в предлагаемом способе введены дифференцирующее устройство 8 и схемы 9 сравнения.

Для применения предлагаемого способа надо дс начала измерения знать закон соответствия между входными величинами и максимально допустимые скорости их изменения. В измерительных системах, прежде всего предназначенных для испытаний сложных объектов и научного эксперимента, часто на основе изучения физической природы объекта или его математической модели может быть априорно до начала измерений установлен закон соответствия в виде функциональной связи между измеряемыми величинами, которую можно описать матег матически следующим образом:

f(x,х,...,х.) = О, (1) где х1, х, ..., х — измеряемые величины;

f () — некоторая элементарная функция.

Причем функциональная связь может носить как точный, так и приблизительный нечеткий характер.

Пример 1. При измерении расхода вещества в различных трубопроводах, сходящихся в один общий, имеют Qi+Q +...+ !О

+Q == Я, где Qi, Q2,...,Q — измеряемые расходы вещества в каждом трубопроводе, Q — измеряемый расход в общем трубопроводе. Данное соотношение может выполняться не точно, а приблизительно вследствие неконтролируемых утечек вещества.

Пример 2. При угловых измерениях в многоугольнике выполняется

mi + а2+ ... + а = (и — 2) и, где аь а, ..., a, — измеряемые углы; п — количество углов.

Аналогичные соотношения могут быть установлены, например, при измерениях полей регулярных функций различных физических параметров (давлений, температур) .

Вид функциональной связи может быть определен следующими способами: статисти- у ческой обработкой результатов предыдущих испытаний данного объекта, обработкой результатов испытаний аналогичных об.ьектов и моделей да»ного объекта, а также построением математической или имитационной модели исследуемого объекта или явления.

Максимально допустимая скорость изменения входных величин определяется инерционностью объекта измерений и может быть установлена на основе изучения объекта испытаний или эксперимента, а также взаимодействия датчика с объектом измерений.

Согласно известному способу подключают преобразователи 4 информации к входным датчикам 1, источникам 2 эталонных и нулевого сигналов и осуществляют измерения входных величин, эталонных и нулевого сигналов. Полученную информацию запоминают в устройстве 5 накопления информации. Преобразователи информации подключают к входным датчикам 1, источникам 2 эталонных и нулевого сигналов в другой последовательности. Осуществляют повторные измерения входных величин, эталонных и нулевого сигналов при этом подключении датчиков, запоминая полученную информацию в устройстве 5 накопления. Повторяют указанные операции до тех пор, пока все преобразователи 4 не подключены к каждому входному датчику 1.

Одновременно с производством измерений дополнитедльно по отношению к известному способу сигналы с выходов датчиков 1 (фиг. 2 а) дифференцируют. Сигналы с выходов дифференцирующих устройств 8 (фиг. 2 б) подают на схемы 9 сравнения, на другой вход которых подают сигналы, соответствующие величине максимальной скорости изменения входных величин (фиг. 2 в). Если за время измерений сигнал на входе схемы 9 сравнения не превышает установленного уровня, то это свидетельствет об отсутствии ошибок измерений соответствующих датчиков 1. При отсутствии ошибок в датчиках 1 осуществляют обработку результатов измерений согласно известному способу.

Если сигнал на входе схемы 9 сравнения превышает априорно установленную границу (фиг. 2 г), то это свидетельствует об ошибках измерения соответствующего датчика 1.

В этом случае результаты измерений данного датчика исключают из процесса дальнейшей обработки, а сам датчик исключают из процесса подключения к преобразователям 4.

Исключение отказавшего датчика из процесса измерений и полученных с него результатов из процесса обработки для получения оценок измеряемых величин позволяет повысить точность измерений. Для исключения отказавшего датчика 1 из процесса измерений номер отказавшего датчика передается в логическое устройство 7 управления коммутатором, которое производит изменение циклограммы подключения преобразователей 4 к датчикам 1.

1278582

Формула изобретения (..оста витедь I I., 1;> высо в

Редактор М. Бдаиар екре:; И. Версс 1,< ррек>ор I..Ч< ска

Заказ 6819>34 ира>к т(!5 Iодпиеи<><

ВНИИ!1И Госуд» рс гв< tttt<>t <> ко<> и -< т» (.(.(:Р lt<> де.«»,,; ««>прет< и«8 и откр<<> «i<

I 13035, Чоскв», i — 35, Р»1 и<сл»в tt

Ироизводетвеино-по,ии р<>фи <е< кос пр< (ttpttst". ие, г.,s»,t<>t», (. I II><>< êãtt,lsl, 4

После производства измерений по известному способу, используя результаты преобразования эталонных и нулевого сигналов, определяют величины поправок, которые надо вносить в результаты измерений каждого преобразователя 4, и определяют результаты измерения каждого преобразователя с учетом поправок. Вычисляют среднее значеие из скорректированных с учетом поправок результатов измерения входных величин и определяют отклонения от сред- 1О него значения из результатов измерения каждого преобразователя. Если показания канала отличаются от среднего более допустимой величины, то результат измерения данного канала исключают и находят среднее арифметическое из оставшихся результатов.

Это среднее берется в качестве результата преобразования. Выполнение этих операций обеспечивается устройством 6.

В случае исключения из результатов показаний одного из датчиков или преобразователей осуществляют изменение циклограммы подключения преобразователей 4 к датчикам 1, в результате чего неисправный датчик или канал исключается из использования.

Применение предлагаемого способа воз- 25 можно также, когда имеется априорная информация о максимально допустимой скорости изменения не всех, а только части входных величин.

Предлагаемый способ позволяет обнаруживать ошибки измерений во всех датчиках, о которых имеется априорная информация, и исправлять ошибкн измерений (восстанавливать значение измеряемой величины), если ошибка произошла в одном из датчиков. Следует отметить, что вероятность возникновения ошибки одновременно

35 в двух и более датчиках значительно меньше, чем вероятность ошибки одного датчика, и ею можно пренебречь. Однако, если в общем случае априорно известно п различных законов соответствия вида формулы (1) между измеряемыми величинами, то путем рен(ения этой системы уравнений можно исправить ошибки измерений (восстановить значение измеряемой величины) и датчиков.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность измерений по сравнению с известным благодаря обнаружению и исправлению ошибок измерений датчиков. Причем его применение практически не увеличивает время измерений, так как обнаружение ошибки измерений производится одновременно с производством измерений, а время вычислительных операций по исправлению ошибки измерений пренебрежимо мало по сравнению с временем измерений.

Способ комплексирования измерений по авт. св. № 726427, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, одновременно с процессом измерений сигналы с выхода каждого датчика дифференцируют, результаты дифференцирования сравнивают с априорно установленной максимальной скоростью изменения входной величины и в случае превышения сигналом этого уровня соответствующий датчик исключают из процесса измерений, а полученные с него результаты— из процесса вычислений, при этом значение соответствующей величины восстанавливают на основе априорно известных законов соответствия между входными величинами.