Способ измерения физических величин

 

Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - повышение помехозащищенности измерения. Способ заключается в том, что одновременно преобразуют основную физическую величину и побочную физическую величину, формируют из преобразованной побочной физической величины сигнал компенсации, получают результирующий сигнал путем суммирования преобразованной основной физической величины с сигналом компенсации, функционально преобразуют результирующий сигнал и преобразованную побочную физическую величину, измеряют результирующий сигнал. Усиление сигнала компенсации с коэффициентом усиления, зависящим от результата функционального преобразования, которое производят путем определения корреляционного момента функционально преобразуемых сигналов, обеспечивает подавление аддитивной помехи, обусловленной влиянием побочной физической величины на преобразователь основной физической величины. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

КаЪБЛИН (gg)g Й 01 R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО изОБРетениям и ОтнРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4264488/24-21 (22) 01.04.87 (46) 07. 10.90. Бкп. И - 37 (72) Г.Т.Казмин и В.И.Куприянов (53) 621. 317. 7 (088.8) (56) Земельман N. A. Автоматическая коррекция погрешностей измерительных устройств. И., Изд-во стандартов, 1972, с. 58-59.

Петров Б.Н. и др. Принцип инвариантности в измерительной технике.

И.: Наука, 1976, с. 43, рис. 1-8б. (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ. ФИЗИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН (57) Изобретение относится к измерительной технике. Цель изобретения— повышение помехозащищенности измерения. Способ заключается .в том, что одновременно преобразуют основную

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при измерении различных физических величин в условиях искажающего влияния побочных физических величин (возмущений), вызывающих аддитивную погрешность в выходном сигнале преобразователя основной фи- лической величины.

Цель изобретения — повышение помехозащищенности измерения за счет подавления аддитивной помехи, обус. ловленной влиянием побочной физической величины на преобразователь из- меряемой физической величины.

„„SU„„1597740 А 1

2 физическую величину и побочную физическую величину, формируют из преобразованной физической величины сигнал компенсации, получают результирующий сигнал путем суммирования преобразованной основной физической величины с сигналом компенсации, функционально преобразуют результирующий сигнал и преобразованную побочную физическую величину, измеряют результирующий сигнал. Усиление сигнала компенсации с коэффициентом усиления, зависящим от результата функционального преобразования, которое производят путем определения корреляционного момента функциональ- но преобразуемых сигналов, обеспечивает подавление аддитивной помехи, обусловленной влиянием побочной физической величины на преобразователь основной физической величины. 1 ил.

На чертеже приведена блок-схема устройства для реализации предлагаемого способа.

Устройство содержит основной и

:вспомогательный измерителвные преобразователи 1 и 2, входы которых являются входами основной и побочной

I физических величин соответственно.

Выход преобразователя 2 через последовательно соединенные преобразователь 3 сигнала побочной величины и усилитель 4 с.регулируемым коэффициентом усиления подключен к второму входу сумматора 5, первый вход которого соединен с выходом преобразова1597740 теля 1, а выход - с выходом устройства и вторым входом коррелятора 6, первый вход которого подключен к выходу преобразователя 3, а выход— к,управляющему входу усилителя .4.

Работу способа рассмотрим на примере работы устройства.

Выходной сигнал u(t) измерительного преобурзователя 1, содержащий полезную составляющую U,,(t) и -аддитивную помеху Ay(t), обусловленную влиянием побочнбй величины y(t), (Аоператор связи сигнала помехи с побочной величиной y(t)}, подают на сум15 матор 5, куда одновременно подают сигнал компенсации погрешности. Для получения сигнала компенсации выходной сигнал измерительного преобразователя 2 преобразуют в преобразователе 3: так, чтобы сигнал U(t) на выходе преобразователя 3 по форме был идентичен сигналу помехи Ay(t).

Вид и масштаб зависимости погрешнос.,ти измерения основной физической величины от побочной величины определяют теоретически или экспериментально на основе исследования механизма влияния побочной величины у() на выходной сигнал V(t).

Если зависимость погрешности от побочной величины носит характер прямой пропорциональности с действительным коэффициентом

o((Ay(t) - с у (t).); т.e. U(t) = «„(О + (у(), (1). выходной сигнал преобразователя 3 имеет вид

U(t) = py (t) (2) где р — также некоторая дейстннтель40 н ая в ели чина .

Сигнал компенсации погрешности формируют из преобразованного сигнала

V(t) побочной величины путем усиления сигнала V(t) н усилителе 4.

При этом коэффициент усиления К выбирается таким образом, чтобы выполнялось соотношение

Кр= g. (3)

Полученный на ныходе усилителя 4 сигнал компенсации К р.y(t) вычитают

50 на сумматоре 5 из выходного сигнала преобразователя 1. После этого результирующий сигнал имеет вид

U p(t) = U (t) + (Q — Kp) ° y(t) (4)

При выполнении условия. (3) осущест- 5 вляется точная компенсация аддитивной погрешности присутствующей в

:выходном сигнале U(t) основного преобразователя 1 и обусловленной влиянием побочной величины y(t), т.е. обеспечивается

UZ(t) = n,(t) (5)

Однако в реальных измерительных схемах условие (3) выполняется лишь приближенно ввиду невозможности заранее точно определитель коэдкЪициент из-за вариаций этого коэффициента в процессе измерений при изменении внешних унловий и по другим причинам, а также ввиду неточной выставки и нестабильности во времени коэффициента р и К. Неточное выполнение условия (3), как видно из формулы (4), принодит к появлению нескомпен- сированной остаточной погрешности в выходном сигнале основной физической величины.

Суть..способа состоит н введении коррекции сигнала компенсации, обеспечинающей точное выполнение соотношения (3) н любой момент времени и тем самым устраняющей остаточную погрешность измерения. Эта коррекция осуществляется следующим образом.

Результирующий сигнал Up(t) подают одновременно с преобразованным сигналом U(t) побочной величины на коррелятор б. Выходной сигнал Я коррЧ релятора 6, получаемый на основе совместной обработки сигналов Up(t) и

U(t), представляет собой оценку корреляционного момента этих сигналов, т,е. и данном случае оценку уровня погрешности, обусловленной дейстнчем величины у(), в выходном сигнале Up(t).С помощью выходного сигнала коррелятора 6 регулируют коэффициент усиления К усилителя 4, добиваясь выполнения условия (3). В результате этого регулирования (подстройки коэффициента К) остаточная погрешность существенно снижается или снодится к нулю (в статических схемах регулирования). Подобная подстройка коэффициента К происходит при мед— ленном изменении коэффициента o( т.е. уровня помехи ojy(t), обусловленном различными внешними и внутренними факторами, например, вариациями температуры и напряжения питания, старением элементов и др, Таким образом, н способе измерения компенсация погрешности обеспечивается и в условиях неточного знания нестационарности по величине и знаку коэфнля схема компенсации погрешности строится для каждой из них с применением необходимого вида преобразования А.v(t) (пропорциональной зави1 симости, дифференцирования, интегрирования, возведения в степень и т.p,.) и установлением соответствующего масштабного коэффициента К ., 1

Способ измерения физических величин, заключающийся в том, что одновременно преобразуют основную фиэи25

Составитель С. Рыбин

Редактор С.Патрушева Техред М,Дидык

Корректор С.Шевкун

Заказ 3050 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат Патент, г.ужгород, ул. Гагарина, 1

11 II на 101

5 15977 фициента 4 связи помехи с вызывающей ее побочной величиной y(t) .

Способ рассмотрен на примере про- стейшей пропорциональной зависимости погрешности измерения от одной

5 побочной величины. При наличии нес г кольких побочных величин и более сложных зависимостях погрешности от этих побочных величин аналогичФормула изобретения 20

6 ческую величину и побочную физическую величину, формируют из преобразованной побочной физической величины сигнал компенсации, получают результирующий сигнал путем суммирования сигнала преобразованной основной физической величины сигналом компенсации, функционально преобразуют результирующий сигнал и сигнал преобразованной побочной физической величины, измеряют результирующий сигнал, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, перед суммированием с сигналом преобразованной основной физической величины сигнал компенсации усиливают с коэффициентом усиления, зависящим от результата функционального преобразования, которое производят путем определения корреляционного момента результирующего сигнала и сигнала преобразованной побочной физической величины.