Измерительный преобразователь динамических параметров

 

Изобретение относится к измерительной техгике и может быть использовано при измерениях физических величин быстро изменяющихся во времени, например ускорения. Целью изобретения является снижение динамической погрешности. Цель достигается тем, что в измерительный преобразователь, содержащий датчик 1, сумматор 2 и модель свободных движений датчика 3, введен низкочастотный фильтр 6. Низкочастотный фильтр состоит из последовательно соединенных интеграторов 11 и двух сумматоров 9 и 10. Выход первого сумматора 9 соединен со входом первого интегратора через усилитель 12 с коэффициентом усиления, равным обратной величине старшего коэффициента числителя передаточной функции датчика 1. Выходы интеграторов 11 через усилители 13 соединены с вычитающими входами первого сумматора 9 фильтра 8, а выходы интеграторов 11 и вход первого интегратора 11 через другую группу усилителей 14 соединены со входом второго сумматора 10 фильтра 8. Вход первого сумматора 9 фильтра 8 соединен с выходом датчика 1, а выход второго сумматора 10 фильтра 8 - с вычитающим входом сумматора 2 преобразователя. Фильтр 8 осуществляет коррекцию числителя передаточной функции датчика 1. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<э сш (Д1) С 01 Р 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .

Н АBTGPCHÎMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ лреофатпйюгяя

1 (21) 4386153/24-10 (22) 01,03,88 (46) 15.06.90, Бюл, р (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) А.Л. Шестаков (53) 531.768 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 938022, кл. G 01 Р 15/08, 1980.

Шестаков А.JI. Динамическая точность измерительного преобразователя с корректирующим устройством в виде модели датчика. — Метрология, 1987, М- 2, с. 26-34, (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ 1РЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерениях физических величин, быстро изменяющихся во времени, например ускорения. Целью изобретения является снижение динамической погрешности. Цель достигается тем, что в измерительный преоб2 разователь, содержащий датчик 1, сумматор 2 и модель свободных движений датчика 3, введен низкочастотный фильтр 8. Низкочастотный фильтр состоит из последовательно соединеннык интеграторов 11 и двух сумматоров

9 и 10. Выход первого сумматора 9 соединен с входом первого интегратора через усилитель 12 с коэффициен- . том усиления, равным обратной величине старшего коэффициента числителя передаточной функции датчика 1. Выходы интеграторов 11 через усилители

13 соединены с вычитающими входами первого сумматора 9 фильтра 8, а выходы интеграторов 11 и вход первого интегратора 11 через другую группу усилителей 14 соединены с входом второго сумматора 10 фильтра -8. Вход первого сумматора 9 фильтра .8 соединен с выходом датчика 1, а выход второго .сумматора 10 фильтра 8 — с. вычитающим входом сумматора 2 преобразователя. Фильтр 8 осуществляет коррекцию числителя передаточной функции датчика 1. 1 ил.

1571514!

Изобретение относится .к измерительной технике и может быть использовано при измерениях физических величин, быстро изменяющихся во времени, например ускорения.

Целью изобретения является снижение динамической погрешности, :

На чертеже приведена структурная схема измерительного преобразователя.

Преобразователь состоит иэ датчи-, ка 1, выход которого соединен с. сум1 матором 2. К сумматору присоединена модель 3 свободных движений датчика.

Модель содержит сумматор 4, последовательно соединенные интеграторы 5 и обратные связи, которые реализуются с помощью усилителей 6 с коэффициентами усиления, равными коэффициентам знаменателя передаточной функции датчика, усилители 6 соединены..с вычитающими входами сумчатора 4 модели.

Модель 3 в свою очередь охвачена обратными связями, которые реализуются 25 соединением выходов. интеграторов 5 с входами сумматора 2 через усилители 7.

Низкочастотный фильтр 8 содержит два сумматора фильтра, на входе 9 и и 1П -!

„(8) bS + Ь,S

+ а S 11- +

11-!

+ а ° ° + Ь»8 + Ьо

+ a,S + а передаточная функция датчика комплексная переменная преобразования Лапласа; коэффициенты числителя, старший коэффициент числителя, » коэффициенты знаменателя. где

b„b ...Ь

40

Поступающий с выхода датчика 1 сигнал преобразуется низкочастотным фильтром 5, имеющим передаточную функцию

+ ° ° ° +d 8+»1о + ... + Ь» Б + Ьо ) вход сумматора,2, осуществляет дополнительную коррекцию выходного

50 сигнала преобразователя, уменьшая вынужденную составляющую динамической погрешности изменением числителя передаточной функции датчика, Общая передаточная функция преобраэо55 вателя будет иметь вид а 0 ф а» ° ° а

) S + +(b С11) S+(Ьо d) w„(s)—

S11 +... +(а» -К» S+ ao Ko

В-1

»щ + dm., S" ф Ь Яю .». Ь Яю где W

1 на выходе — 10, ряд последовательно соединенных интеграторов 11. Между» выходом первого сумматора 9 и входом первого интегратора 11 включен усилитель 12 с коэффициентом усиления, равным обратной величине старшего коэффициента числителя передаточной функции датчика 1. Вычитающие входы .первого сумматора фильтра 9 соединены с выходами интеграторов 11 через группу усилителей 13 коэффициентами усиления, равными последующим за старшим коэффициентом числителя передаточной функции датчика 1. Выходы интеграторов 11 фильтра 8 и вход первого интегратора соединены через группу усилителей 14 с суммирующими входами второго сумматора 10 фильтра 8. Выход второго сумматора

10 является выходом низкочастотного фильтра 8 и соединен с вычитающим входом сумматора 2. Входом преобразователя является вход датчика 1, выходом — выход сумматора 2.

Преобразователь работает следующим образом.

Датчик 1 измеряет параметр на входе преобразователя и имеет передаточную функцию

Включением модели 3 с усилителями

4 осуществляется коррекция знаменателя передаточной функции и обеспечивается более быстрое затухание свободных движений преобразователя.

1514

6 ли, коэффициенты усиления которых равны коэффициентам знаменателя пе» редаточной функции датчика, причем выходы интеграторов через усилители соединены с входом сумматора преобразователя, отличающийся тем, что, с целью снижения динамической погрешности, в него введены низкочастотный фильтр, включающий в себя последовательно соединенные интеграторы, число которых равно порядку числителя передаточной функции датчика, а также усилители и два сумматора фильтра — первый на входе, второй — на выходе фильтра, причем выход первого сумматора соединен с входом первого интегратора через усилитель с коэффициентом усиления. рав 0 ныл обратной величине старшего коэффициента числителя передаточной функции датчика, выходы интеграторов через усилители с коэффициентами усиления, равными последующим эа старшим коэффициентами числителя пере даточной функции датчика, соединены с вычитающими входами первого сумматора фильтра, выходы интеграторов и вход первого интегратора соединены через усилители с входами второго сумматора фильтра, вход первого сумматора фильтра присоединен к выходу датчика, а выход второго сумматора фильтра — к вычитающему входу сумматора преобразователя.

157

W>(S) — передаточная функция преобразователя, K . ° .K <- коэффициенты усиления усилителей, связывающих выходы интеграторов модели с входом сумматора. где

Таким образом, если модель 3 изменяет знаменатель передаточной функции датчика 1, то введенный низкочастотный фильтр 5 корректирует только числитель передаточной функции датчика. Выбором параметров низкочастотного фильтра достигается снижение динамической погрешности при измерении быстро меняющихся физических процессов, например ускорения, при скачкообразном и гармоническом измеряемом сигнале.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь динамических параметров, содержащий последовательно соединенные датчик, сумматор и модель свободных движений датчика, выполненную в виде последовательно соединенных сумматора модели и интеграторов, выходы которых соединены с вычитающим входом сумматора модели через усилители модеСоставитель Г. Груздев

Техред М. Дидык Корректор О. Ципле

Редактор А. Маковская

Тираж 448

Заказ 1509

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101