Способ автоматической поверки измерительных приборов
Изобретение может быть использовано в массовом производстве электроизмерительных приборов, при их поверке. Цель изобретения - повышение производительности поверки при одновременном сохранении ее точности. Поверку осуществляют в два цикла. В первом цикле подают на прибор по линейному закону вхоной сигнал, лопределяют моменты совмещения указателя с поверяемыми отметками шкалы, измеряют соответствующие этим моментам значения входного сигнала, а во втором цикле подают на поверяемый прибор скачком входной сигнал, соответствующий конечной точке шкалы, определяют моменты совмещения указателя с двумя отметками в начале шкалы и с одной отметкой в конце шкалы. По полученным данным определяют круговую частоту свободных колебаний и степень успокоения подвижной части прибора, по которым находят динамическую погрешность поверки и искомую погрешность прибора.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (51)5 G 01 К 35/00 р р:;. р р
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К д BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ и
S с= Т 1 (2) Х Я с где t — время;
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4602519/24-21 (22) 28.09.88 (46) 15.10.90. Б . И- 38 (71) Ульяновский политехнический институт (72) В.А,Мишин, С.К.Киселев и Г.В.Медведев (53) 621.317.7 (038.8) (56) Авторское свидетельство СССР
N - 197000, кл. G 01 R 35/00, 1967.
1 (54) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОВЕРКИИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ (57) Изобретение может быть использовано в массовом производстве электроизмерительных приборов при их поверке. Цель изобретения — повышение производительности поверки при одновременном сохранении ее точности.
Изобретение относится к электро.измерительной технике и может быть использовано в массовом производстве электроизмерительных приборов при их поверке.
Цель изобретения — повышение производительности поверки при одновременном сохранении ее точности.
Сущность способа автоматической поверки измерительных приборов заключается в следующем.
В основном цикле подают на поверяемый прибор изменяющийся по линейному закону входной сигнал
Поверку осуществляют в два цикла, В первом цикле подают на прибор по линейному закону входной сигнал,определяют моменты совмещения указателя с поверяемыми отметками шкалы, измеряют соответствующие этим моментам значения входного сигнала, а во втором цикле подают на поверяемый прибор скачком входной сигнал, соответствующий конечной точке шкалы,определяют моменты совмещения указателя с двумя отметками в начале шкалы и с одной отметкой в конце шкалы. По полученным данным определяют круговую частоту свободных колебаний и степень успокоения подвижной части прибора, по которым находят динамическую погрешность поверки и искомую погрешность прибора.
S — скорость изменения входного сигнала, равная где I „— значение входного сигнала, соответствующее конечной точке шкалы поверяемого прибора;
Т вЂ” время нарастания входного сигнала от нуля до Т„.
Определяют моменты времени р сну ° ° ° и р ° ° ° р с (3) в которые происходит совмещение указателя с поверяемыми отметками шкалы
I 1 I
Та,..., I„, ..., I» (4) 3 и фиксируют соответствующие моментам времени t< значения входного сигнала I:
I, Т,..., I I„, (5) 1599818 4 шкалы. Движение указателя поверяемого прибора описывается выражениями:
1 -Р о k
I I„1 — — — — — — - е х -,— - Г где
Ь к Ь о Ь) к (8), Ь р „- постоянная и переменная составляющие динамической ошибки, равные:
30
Ь
2( о с (9) в S о - о к
Ь, : = — — — — е х
Тк (1 ф г (10) 35 и - Р х.sin(Q t 1 -A + arctg — — — — -) о к
I3»-0, 5
Яо -PMo l<
Ь
= — — — — — е Х
34 ы, *, Ь Ч х sin(g t 1 -1 + arctg — - — — — —.
o к р 0,5 (1 1) 45 где Р— степень успокоения;
Ио — круговая частота свобопных колебаний подвижной части.
Из-за технологических погрешностей производства массовых электро50 измерительных приборов класса точности 1,5 и ниже значения Р и Я от прибора к прибору сильно меняются, поэтому в предлагаемом способе значения и Яо определяют для каждого поверяемого прибора во вспомогательном цикле поверки. Для этого подают на прибор скачком входной сигнал, соответствующий конечной точке I
Ряд (5) представляет собой истин.. ные значения входного сигнала, а ряд (4) - соответствующие им значения, измеренные прибором, поэтому их раэ- 10 ность
Ьк Тк Тк (6) является искомой абсолютной погрешностью измерительного прибора. Из-за 15 инерционности подвижной части она отстает от входного сигнала, изменяющегося по закону (1), что приводит к возникновению динамической ошибки
Ь ок поверки, с учетом которой абсо- 20 лютную погрешность (б) находят как
Ьк = Тк — Тк + Ьрк в (7) г
-Е:Р" х sin(Я,t„1 — P + sr tg — — --)
- (12)
1 1 - о
1 Т е х к рт
1 »
x sh(Q t p — 1 + art/ — — — -) (13) г
4 Ч о к р Э являющимися решениями дифйеренциального уравнения г I
d I „сП 2 — — -у- + 2„Q — — — +Q I
dt о dt o (о Ть (14)
Случай, когда P - =1, возможен только теоретически и поэтому не рассматривается.
Непосредственное использование выражения (12) или (13) для опре1 деления Р и Яо при заданных I „, I невозможно из-за нелинейности получающейся системы алгебраических уравнений относительно Р и Яо, а численное решение этой системы,требующее организации циклов по двум искомым параметрам (цикла в цикле), приближение значения которых, а также режим движения к тому же неизвестны, занимает достаточно много машинного времени, особенно при его реали" зации на микроЭВМ, используемых для создания систем автоматического контроля и управления. Так как эти микроЭВМ работают в реальном масштабе времени, временная задержка, необходимая для численного определения
1 и Ыо, прямым образом сказывается на быстродействии поверки.
В связи с этим в предлагаемом способе определение Р и Ио с помощью выражений (12) и (13) и уравнения (14) осуществляют в два этапа.Сначала находят приближенные значения искомых величин, а затем точные.
Для нахождения приближенных значений раскладывают решения уравнения (14) в ряд Тейлора по степеням (t—
) t при е = 0:
159981
dI
dt
1=о
I (t) - I (О) +- ——
1 l 1
1 Й1 Z
+ ---- ---- - +
2! dt
° ° ° (15) 5
t-o
В динамическом режиме, соответствующем вспомогательному циклу поверки, начальные условия таковы: !
О
1 dI
I (О) = 01
4=0
Ограничившись двумя членами в разложении,(15) учитывая (16) и вычислив необходимые производные, получим (г 1 2 1 1
I (t) -Q I — — - е — — -ад, 11
07)
Так как выражение (17) получено разложением искомого решения в окрестности нуля, во вспомогательном цикле для повышения т очно сти по в ерки после подачи скачка Iп входного сигнала определяют моменты t< и !, t2 времени, соответствующие совмещению указателя с двумя первыми I
f и I2 отметками в начале шкалы, и по полученным данным из системы
= О, г а
Я I -« — — — — Пас е
1 О tl 2 1
1 2 21 1 а 1
2 0 111 2 г 31- о 1 (18) 35 находят степень успокоения Р и круговую частоту О
l 9) (20) 3 г Т, г э 45
3 = — — (— — - - t ) (t
2 Т г г
8 6 для моментов времени t 1 и t > значений Р и Q „из (19) и (20) и сравнением их с заданными. В результате было установлено, что при использовании двух первых отметок в начале шкапы для наиболее массовых
J серийных щитовых приборов погрешность в определении частоты Q по формуле (19) составляет сотые доли процента и ее можно считать пренебрежимо малой, а погрешность в определении 1 по формуле (20) не превышает 157. увеличение числа вычисляемых членов в разложении (15) к заметному повышению точности определения степени успокоения Р не приводит. Поэтому в предлагаемом способе для более точного нахождения Р используют выражения (12) и (l3), в которые подставляют найденное из (19) значение у, а приближенное значение Р полученное из (20), используют в качестве дополнительной информации для определения возможных границ изменения точного значения Р
Для этого во вспомогательном цикле поверки после подачи скачка I входного сигнала и фиксации
I1, I определяют дополнительно некоторый момент времени t „,, для которого указатель совмещается с выбранной отметкой I „,, и для этих значений с помощью выражений (12) и (13) подбирают точное значение Р с помощью организации вычислительного цикла по P . Внутри этого цикла иэ (12) или (13) вычисляют положение указателя в момент времени t д 1
1 (P ю о э пэ 1"и-1 )е
1 сравнивают его со значением I „ 1 по шкале прибора
1 п. ь-< P. о ь n-I ) (22) т 3 (z ) Ф г (21)
Для значений 8 и я, присущих наиболее массовым серийным щитовым электроизмерительным приборам класса точности 1,5 и 2,5 с размерами наличника 60х60 и 80х80 мм, была проведена оценка погрешностей формул (19) и (20) путем моделирования на ЭПВМ процессов (12) и (13) при заданных и Яо с последующим нахождением
I и находят минимум модуля о разности указанных значений, который наступает в случае, когда
1 3, ; . (23)
Выполнение неравенства (23) свидетельствует о нахождении точного значения (, которое будет равной Р;
Таким образом, предлагаемьп1 способ автоматической поверки измерительных приборов за счет проведения вспомогательного цикла поверки при скач1599818
Формула изобретения
Способ автоматической поверки измерительных приборов, заключающийся в том, что поверку осуществляют за два цчкла, причем в основном цикле подают на поверяемый прибор изменяюСоставитель А. Заборная.
Техред M,Äèäûê
Редактор А.Лежнина
Корректор М, Максимишинец
Заказ 3142
Тираж 545
Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, .1осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина,101 кообраэном входном сигнале и возможности проведения основного цикла поверки благодаря полному исключению динамической ошибки на высоких ско5 ростях нарастания (убывания) линейного входного сигнала, обеспечивающих время прохождения диапазона входных сигналов, близкое . к времени установления показаний, позволяет по сравне- 10 нию с известным способом в 3 — 4 раза повысить производительность поверки, что особенно важно при автоматизации производства массовых электроизмерительных приборов.
15 щийся по линейному закону входной сигнал, определяют моменты c0вмещения указателя с поверяемыми отметками шкалы, измеряют соответствующие этим моментам значения входного сигнала, а во вспомогательном меняют параметры входного сигнала и повторяют основной цикл, о т л и ч а ю - шийся тем, что, с целью повышения производительности поверки, во вспомогательном цикле подают на поверяемый прибор скачком входной сигнал, соответствующий конечной точке шкалы, определяют моменты совмещения указателя с двумя отметками в начале шкалы и с одной отметкой в конце шкалы,по полученным данным определяют круговую частоту свободных колебаний и степень успокоения подвижной части прибора, с помощью которых находят динамическую ошибку поверки и искомую погрешность прибора.
