Устройство для измерения отношения двух одноименных физических величин
Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - I повьшение точности измерений и упро щение устройства. Устройство содержит датчик 1 физической величины, коммутатор 4, аналого-цифровой преобразователь 8, многозначную камеру 9, интерфейсный блок 10 и блок 11 обработки результатов измерений. Введение ключей 5 и 6, сумматора 7 и образование новых функциональных связей снижает аддитивную погрешность изме-. рения. 1 ил. (Л с г-А ч /: 7 / САЭ О 00 СО о со
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (gg 4 G 01 R 19/10
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
4
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3957776/24-21 (22) 30.09.85 (46) 07.05,87,,Бюл. N 17 (72) С.Ю.Лапунов (53) 621.317.7 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Н- 813276, кл. G 01 R 19/10, 1979.
Авторское свидетельство СССР
Ф 1262401, 25.12.85 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ОТНОШЕНИЯ ДВУХ ОДНОИМЕННЫХ ФИЗИЧЕСКИХ
ВЕЛИЧИН
ÄÄSUÄÄ 1308909 А 1 (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - I повышение точности измерений и упрощение устройства. Устройство содержит датчик 1 физической величины, коммутатор 4, аналого-цифровой преобразователь 8, многозначную камеру 9, интерфейсный блок 10 и блок 11 обработки результатов измерений. Введение ключей 5 и 6, сумматора 7 и образование новых функциональных связей снижает аддитивную погрешность изме-. рения. 1 ил.
1308909 где я МФ1
Х„(U + С Б + е e e° + С Ug„) г М+1
Х1 = Х1 = S(Ug2 С1622 + ° ° ° + C@U22 ) (4) ° ° ° ° ° ° ° ° ° O ° ° ° ° ° ° ° ° O
° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °.2
Хк + Х1» Б (0 <11 + С16ю1у 1 + ° ° ° +
М+1
+ CeUZк+1
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания прецизионных измерителей отношения одноименных физических величин. -5
Цель изобретения — повышение точности за счет снижения аддитивной погрешности измерения и упрощение.
На чертеже приведена структурная схема устройства для измерения отно- 10 шения двух одноименных физических ве. личин, Устройство содержит датчик 1 физической величины, входные зажимы 2 и 3, коммутатор 4, ключи 5 и 6, сум- 15 матор 7, аналого-цифровой преобразователь 8, многозначную меру 9 физической величины, интерфейсный блок
10 и блок 11 обработки результатов измерений, в качестве которого мо- 20 жет быть использована микро-3ВМ причем зажимы 2 и 3 соединены с входа.ми коммутатора 4, выход которого через ключ 5 соединен с первым входом сумматора 7, второй вход сумматора 7 через ключ 6 соединен с выходом меры 9, выход сумматора 7 через последовательно соединенные датчик 1, преобразователь 8 и блок 10 соединен с блоком 11.
Устройство работает следующим образом.
Измеряемые физические величины
Х1 и Х подаются на входные зажимы 2 и 3. На первом этапе ключ 5. замыкается, а ключ 6 размыкается. З5
При этом на вход датчика 1поступают измеряемые физические величины, В этом случае на выходе датчика 1 имеем два значения (в зависимости от положения коммутатора 4), постоянно- 40
ro напряжения, которые преобразуются преобразователем 8 в цифровые коды
U u U . Значения цифрового кода
21 через блок 10 вводятся в память бло ка 11. 45
Градуировочная характеристика датчика 1 имеет вид
Х = S(U + F(U) (1) Х вЂ” входная физическая величина;
U " "постоянное напряжение;
F(U) - нелинейность датчика 1;
8 — крутизна датчика 1.
Представим нелинейность F(U) в виде полинома степени 11+1
X = S(U + C„U +...+ СМU (2)
На втором этапе измерений ключ 5 размыкается, а ключ 6 замыкается.
В этом случае на вход датчика 1 поступает К стабильных значений физической величины с выхода меры 9.
На выходе датчика 1 получим К значений постоянного напряжения, которые преобразуются преобразователем 8 в значения цифрового кода 1112 111
U«„„ . Исходя из соотношения (2), получим К уравнений, связывающих значения физической величины с значениями постоянного напряжения, т М+1
Х1 (U1 + C1U1g +... + См111 (3) ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °
z М+1
Хк — Як.1+ СЛк+1+ ° ° ° + СМР1к+1 °
Затем ключ 5 замыкается, а коммутатор 4 переводится в положение "1" °
B этом случае на вход датчика 1 поступают К стабильных значений физической величины в сумме с первой измеряемой физической величиной. На выходе датчика 1 имеем К значений постоянного напряжения, которое посредством преобразователя 8 преобразу- . цифровои код Ц U<> в ° ° ° в
11,„ . Значения цифрового кода вводятся и хранятся в памяти блока 11.
Исходя из уравнения (2), имея результаты измерений постоянного напряжения UU« ", "ак+„
К+1 уравнений вида
8909 4 лем 8 в цифровые коды 13, U
U „+, . Данные цифровые коды последовательно вводятся в память блока 11.
Исходя из соотношения (2), имея результаты измерений постоянного напряжения 0п„, Uq» Uqq получим (К+1)уравнений вида
1 м+
+ ° ° ° + СмU31
Х2 - Б(ЦЗ,+ СЦ „
Х2 = Х, S(u>< + С„Цэ2+ ... + С У " ) ° ° ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° °
° ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °
2 М+1
Х2 + Хк = 8(U 3a>a + С 11 экю + ° . ° + С Зк+ ) 1
Вычитая из уравнений системы (4) темы (3) (полагая первое уравнение и (5) соответствующие уравнения сис- нулевым), получим две системы вида
1 й
U2y = В - С„Б2„ им
° ° ° м11 г а м+ М+
22 12) = В1 - С„(022 U g2) ° . ° — См (U 22
° ° ° ° ° ° ° ° ° ° 1 ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °
° ° ° ° ° б ° Ф ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °
2К+1 U1Ki1 ) = Вg — С, (Б2к+„- 0q„+„) - ° ° ° -C (U 2 - U
u,„-в,-c„u,„„- ... -c„u,„
М+1
Z 2 М+1 М+1
Сe("S2 — "q2) — ° ° ° — < (u „- 11 „) ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° ° °
° В ° ° ° ° ° ° ° ° 1 ° ° ° ° ° ° 0 ° ° ° ° ° 0
2 Ц+1 М+ (11з 11 1к4.1 ) 2 С (а 1 111 + ) СМ()к+ a +< где В„=Х„, В =Х2 з 9
Решая системы линейных уравнений (Ь) и (7), блок 11 обработки результатов измерений находит величины В„ и В, отношение которых равно искомо-5О му отношению измеряемых величин.
Формула изобретения
Устройство для измерения отношения двух одноименньм физических величин, содержащее последовательно соединенные датчик физической величины и аналого-цифровой преобразова3 130
Затем коммутатор 4 переводится в положение "2". В этом случае на вход датчика 1 поступают последовательно
К значений физической величины в сумме с второй измеряемой физической величиной. На выходе датчика 1 имеем К значений постоянного напряжения, которые преобразуются преобразоватеI тель, коммутатор, входы которого подключены к входным зажимам устройства, неградуированную меру физической величины и последовательно включенные интерфейсный блок и блок обработки результатов измерений, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности и упрощения, в него введены сумматор и два ключа, причем выход коммутатора через первый ключ соединен с первым входом сумматора, второй вход которого через второй ключ соединен с неградуированной мерой физической величины, а выход подключен к входу
Составитель С.Рыбин
Техред М.Ходанич Корр ек тор Л. Пат ай
Редактор Л.Гратилло
Заказ 1792/35
Тираж 731 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Щ-35, Раушская наб., д.4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, r.Óæãîðoä, ул. Проектная,4
5 1308909 6 датчика физической величины, выход подключен к входу интерфейсного блоаналого-цифрового преобразователя ка.
