Способ определения градуировочной характеристики магнитоэлектрического измерительного механизма

 

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при производстве магнитоэлектрических шкальных приборов при их градуировке. Цель изобретения - упрощейие способа определения градуировочной характеристики магнитоэлектрических измерительных механизмов. Предложенный способ заключается в следующем. На измерительный механизм подают калиброванные значення тока. Выходной сигнал регистрируют косвенно через уровни напряжений на клеммах измерительного механизма. Для отсчета показаний используют гипотетическую равномерную шкалу, цену деления которой в единицах напряжения определяют делением максимальной амплитуды электрического напряжения, полученной при выключении измерительного механизма с конечного значения калиброванного тока, на общее количество отметок равномерной шкапы. Устройство для реализации предложенного способа содержит измерительный механизм 1, электронный ключ , программируемый калибратор 3 тока, блок 4 усиления и выделения уровней напряжения,, блок 5 обработки результатов, блок 6 регистрации и индикации результатов , В материалах изобретения представлены еще 4 варианта способа. 4 з.п. ф-лы, 1 ил. с (Л С

СОЮЗ СОНЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (59 4 G 01 R 35/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТЕЕННЫй HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3962945/24-21 (22) 09 ° 10.85 (46) 23.03.87. Бюл. В ll (71) Ульяновский политехнический институт (72) В. А. Мишин (53) 621.317.088(088.8) (56) Орешников В. В. Электроиэмерительные приборы непосредственной оценки. — М.: Машиностроение, 1964, с, 161, п ° б. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОИ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАГНИТОЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО МЕХАНИЗМА (57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при производстве магнитоэлектрических шкальных приборов при их градуировке. Цель изобретения— упрощение способа определения градуировочной характеристики магнитоэлектрических измерительных механизмов.

Предложенный способ заключается в

„„SU 1298701 А 1 следующем. На измерительный механизм подают калиброванные значения тока.

Выходной сигнал регистрируют косвенно через уровни напряжений на клеммах измерительного механизма. Для отсчета показаний используют гипотетическую равномерную шкалу, цену деления которой в единицах напряжения определяют делением максимальной амплитуды электрического напряжения, полученной при выключении измерительного механизма с конечного значения калиброванного тока, на общее количество отметок равномерной шкалы, Устройство для реализации предложенного способа содержит измерительный механизм

l, электронный ключ, программируемый калибратор 3 тока, блок 4 усиления и выделения уровней напряжения,, блок 5 обработки результатов, блок

6 регистрации и индикации результатов. В материалах изобретения представлены еще 4 варианта способа.

4 з.п. Ф-лы, 1 ил, 1298701 2

Ig после каждого отключения тока регистрируют выходной сигнал измерительного механизма по максимальным уровням напряжения íà его клеммах и получают ряд значений Е,, Е,... Е„,... поделив которые на цену деления р, находят числа делений q, у ..., q>„, ... гипотетической равномерной шкалы, соответствующие указанным значениям входного калиброванного тока, т.е, получают в дискретном виде искомую зависимость (!).

Точность способа дискретного определения искомой градуировочной характеристики может быть повышена, если выходной сигнал регистрируют перед отключением калиброванного тока, сообщив току приращение в окрестности контролируемой точки характеристики.

В этом случае подают, например в

k-ой контролируемой точке на измерительный механизм калиброванное значе-.

Г

1 ние тока (I„+ — Ь Т) и затем скач2 ком уменьшают это значение до величи1 ны (I — h I), определяя при этом максимальный уровень напряжения на клеммах измерительного механизма, равный A Е„. Поделив эту величину на цену деления, находят приращение (1) ag„в делениях гипотетической равномерной шкалы. Учитывая, что aq есть

k приращение функции (1) в окрестности

k-й точки при изменении входного тока на величину 6 I, их отношение дает тангенс угла наклона касательной к градуировочной характеристике в

k-й точке, т.е. (за f (I) (2) 55

Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при производстве магнитоэлектрических шкальных приборов при их градуировке. 5

Цель изобретения — упрощение способа определения градуировочной характеристики магнитоэлектрического измерительного механизма, а также повышение точности и производительно- 1О сти.

Способ определения градуировочной характеристики магнитоэлектрического измерительного механизма заключается в следующем.

В начале для исследуемого типа измерительного механизма записывают параметры гипотетической равномерной а именно угол апН длину шкалы 20 задаваемые известными нулевой и конечными точками искомой градуировочной характеристики, а также количество делений, число и которых должно быть намного более количества деле- 25 ний и в реальной шкале, которая установлена в измерительном механизме.

В этом случае искомая градуировочная характеристика представляет собой зависимость числа ср делений гипотати- ЗО ческой равномерной шкалы от входного калиброванного тока, т.е. гдеО Q и; О IаI„;

I Ä вЂ” конечное значение входного тока, соответствующее конечной точке градуировочной характеристики. 40

Затем подают на измерительный механизм конечные значения Iä калиброванного тока, отключают ток от измерительного механизма и определяют при этом максимальную амплитуду Е„ электрического напряжения на клеммах измерйтельного механизма. Учитывая, что величина соответствует послед ней, конечной и известной точке градуировочной характеристики, делением 5О

Е„ на общее количество делений и шкалы определяют цену деления гипоте. тической равномерной шкалы в напряжениях:

После этого, подавая дискретно на измерительный механизм калиброванный

Определив аналогично углы наклона касательных во всех контролируемых точках p,, 11,..., В„,,...., по касательным в этих точках легко воспроизвести искомую градуировочную характеристику (1} известными аналитическими или геометрическими методами.

Повышение точности здесь обусловлено определением уровней напряжения именно в окрестности контролируемой точки характеристики, а при полном отключении тока с контролируемой точки, когда уровни напряжений на клеммах измерительного механизма хоть незна1298701 постоянная измерительного механизма, равная (7) k = и/Т„, находят искомую зависимость (1):

На чертеже представлено устройство для реализации способа определения градуировочной характеристики магнитоэлектрического измерительного механизма.

Устройство содержит измерительный механизм 1 электронный ключ 2, программируемый калибратор 3 тока блок

4 усиления и выделения уровней напряжения, блок 5 обработки результатов измерений, блок 6 регистрации и ин- . дикации результатов, причем измерительный механизм 1 соединен через электронный ключ 2 с программируемым калибратором 3 тока, выход электронного ключа 2 подключен через блок 4

) усиления и выделения уровней нап1-яжения к блоку 5 обработки результатов измерений, к другому входу которого подключен программируемый калибратор

3 тока, выход блока 5 обработки результатов измерений соединен с входом блока 6 регистрации и индикации результатова

Способ осуществляют следующим образом.

В блок 5 обработки результатов asмереннй вводят параметры гипотетической равномерной шкалы, а также формулы (2) — (8) для обработки измери,тельной информации. Программируют программируемый калибратор 3 тока на создание входного сигнала, изменяюще" гося по определенному закону: либо дискретно в виде включений и выклю чений, либо дискретно в виде включе,ний, скачкообразных уменьшений на величину приращения д I и выключений, либо изменяющегося непрерывно по линейному закону.

При дискретной подаче входного сигнала электронный ключ 2 по команде с программируемого калибратора 3 тока отключает от клемм измерительного механизма блок 4 усиления и выделения уровней напряжения и подключает программируемый калибратор 3 (5) Е-Ек

1= характеризует отклонение искомой градуировочной характеристики от линейной, каковой в первом приближении является градуировочная характеристика магнитоэлектрического измерительного механизма.

Обозначив линейную характеристику (6) где 0 — число делений гипотетической равномерной шкалы в случае линейной характеристики; чительно, но зависят от состояния предыдущих точек градуировочной характериатики, н поэтому являются усредненными. Очевидно, что точность воспроизведения искомой характеристи- 5 ки (1) по касательным, при прочих равных условиях, тем вышее, чем.меньше величина приращения тока дХ, величина которого ограничивается возможностью выделения и измерения дЕ„ и определяется экспериментально.

Производительность предлагаемого способа определения градуировочной характеристики может быть повышена, если входной калиброванный ток подавать не дискретно, а непрерывно и одновременно механически возбуждать гармонические крутильные колебания измерительного механизма вокруг оси вращения его подвижной части, а вы- 2О ходиой сигнал регистрировать по амплитуде напряжения на клеммах измерительного механизма.

При вращательных колебаниях измерительного механизма его подвижная часть за счет сил инерции также совершает колебания, которые приводят к возникновению гармонического элект рического напряжения на клеммах измерительного механизма, амплитуда Е которого зависит от угла поворота подвижной, части (от величины входного тока I) Поэтому зависимость

Е = Г (I) (4)

35 подобна искомой градуировочной характеристике (1), причем при изменении тока от О до I„ амплитуда напряжения изменяется в пределах от Е„ до Е„.

Учитывая, что конечные точки градуировочной характеристики и гипотехнической равномерной шкалы совпадают, величина

5 129870 тока, который подает на измерительный механизм ток I, или 7. + 5Т, 1

2 соответствующий первой контролируемой точке градуировочной характеристики. После установления подвижной части измерительного механизма согласно программе программируемого калибратора 3 тока входной ток Т выключают, либо, во втором случае, в начале уменьшают на величину b.I, а затем выключают. Электронный ключ 2 при изменении входного тока отключают программируемый калибратор 3 тока от клемм измерительного механизма и подключает к ним блок 4 усиления и выделения уровней напряжений, который выделяет максимальные амплитуды

Е, или йЕ, и передает их в блок 5 обработки результатов измерения куда ?О предварительно, одновременно с подачей на измерительный механизм подают от программируемого калибратора 3 тока значение тока I . Затем процесс повторяется для тока Т,... I<, ° .. 25 до последней точки градуировочной ха-. рактеристики (до тока Х„). Полученные при этом значения максимальных амплитуд и величины соответствующих

Им токов хранятся в блоке 5 обработки 30 результатов измерений, который после получения всей измерительной информации проводит ее обработку согласно хранящемуся в нем алгоритму, определяет градуировочную характеристику (1) и передает ее в блок 6 регистрации и индикации результатов.

При непрерывной подаче входного сигнала измерительный механизм устанавливают на платформу электромагнитного .вибратора (не показан), запитывают вибратор от генератора звуковой частоты и возбуждают тем самым гармонические крутильные колебания измери- 4 тельного механизма вокруг оси вращения от подвижной части. Амплитуда крутильных колебаний измерительного механизма должна быть достаточной для выделения и измерения амплитуды

Е гармонического напряжения на клеммах измерительного механизма и легко ,может быть определена экспериментально при заданном коэффициенте усиления масштабного усилителя в блоке 4 усиления и выделения уровней напряже.ний. По команде программируемого калибратора 3 тока электронный ключ 2 . одновременно подключает к клеммам измерительного механизма программируемый калибратор 3 тока и блок 4 усиления и выделения уровней напряжений.

После подключения к клеммам измерительного механизма программируемого калибратора 3 тока и блока 4 усиления и выделения уровней напряжений подвижная часть поворачивается (отслеживает увеличение тока от0 доI ), при этом из-за наличия механических колебаний на клеммах измерительного механизма возникает гармоническое электрическое напряжение, амплитуда

Е которого усиливается и выделяется блоком 4 усиления и выделения уровней напряжений и подается в блок 5 обработки результатов измерений, куда одновременно поступают значения входного калиброванного тока Х. Таким образом, при изменении тока Х от нуля до конечного значения I â блоке 5 обработки результатов измерений формируют зависимость (4), зная которую, далее по формуле (8} определяют искомую градуировочную характеристику, которую выводят затем на блок 6 регистрации и индикации результатов.

Формула и з о б р е т е н и я

1. Способ определения градуировочной характеристики магнитозлектриче,ского измерительного механизма, за ключающийся в том, что подают на.измерительный механизм калиброванные значения тока, определяют выходной сигнал,. и определяют градуировочную характеристику путем обработки результатов, отличающийся тем, что, с целью упрощения, выходной сигнал регистрируют косвенно через уровни напряжений на клеммах измерительного механизма, а для отсчета показаний используют гипотетическую равномерную шкалу, цену деления которой в единицах напряжения определяют делением максимальной амплитуды электрического напряжения, полученной при выключении измерительного механизма с конечного значения калиброванного тока, на общее количество отметок равномерной шкалы.

2. Способ по п. 1 о т л и ч а— ю щ н и с я тем, что калиброванные значения тока подают дискретно, а выходной сигнал регистрируют по максимальным уровням напряжения на клеммах

12987

Составитель С, Сафохнн

Редактор Н. Бобкова Техред H.Попович Корректор О. Луговая".

Заказ 886/49

Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 измерительного механизма после отключения тока.

3. Способ по и. 2, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения точности, выходной сигнал регистрируют перед отключением калиброванного тока, сообщив току приращение в окрестности контролируемой точки градуировочной характеристики.

4. Способ по п. 1, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью повышения производительности, входной калиброванный ток подают непрерывно и одновременно механически возбужда15

01 8 ют гармонические крутильные коЛебания измерительного механизма вокруг оси вращения его подвижной части, а вы" ходной сигнал регистрируют по амплитуде напряжения на клеммах измеритечьного механизма.

5. Способ по п. 4, о т л и ч аю шийся тем, что скорость изменения входного калиброванного тока и частоту гармонических колебаний вы-: бирают такими, чтобы при изменении тока, соответствующем одному делению равномерной шкалы, измерительный механизм совершал не менее одного периода колебаний,