Измерительный преобразователь динамических параметров

 

Изобретение относится к области измерительной техники, используемой для измерений в динамическом режиме. Цель изобретения - получение оценки динамической погрешности в процессе измерения. Для этого измерительный преобразователь содержит датчик 1, модель 3 свободных движений и низкочастотный фильтр. Выход датчика соединен с входом модели свободных движений датчика непосредственно и через низкочастотный фильтр. Новым в преобразователе является вторая модель 10 свободных движений датчика, охваченная обратными связями, и второй низкочастотный фильтр. Разность сигналов с выхода датчика и его первой модели свободных движений подается на вход второй модели свободных движений непосредственно и через второй низкочастотный фильтр. Это позволяет сформировать на входе второй модели свободных движений сигнал оценки динамической погрешности измерительного преобразователя.

СОЮЗ COBE: ГСКИХ

СОЦИАЛИС! ИЧЕ СКИХ

РЕСГ!У6ЛИК (51)5 G 01 P 15/08

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИ51М И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 с

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (,ь

4 (л) ! О

О

О (61) 1571514 (21) 4744488/10 (22) 29.09.89 (46) 30.08.91. Бюл. № 32 (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) В. А. Гамий, В. А. Кощеев и А. Л. Шестаков (53) 531.768(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1571514, кл. G 01 P 15/08, 1988. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ (57) Изобретение относится к области измерительной техники, используемой для измерений в динамическом режиме. Цель изобретения — получение оценки динамической погрешности в процессе измерения.

Изобретение относится к области измерительной техники, может быть использовано при измерении быстроиэменяющихся величин и является усовершенствованием известного устройства по авт, св. № 15, Цель изобретения — получение оценки динамической погрешности в процессе измерений.

На фиг. 1 показана схема устройства; на фиг. 2 и 3 — схема модели свободных движений датчика и низкочастотного фильтра; на фиг, 4 и 5 — выходной сигнал и ошибки преобразователя.

Входом преобразователя является вход датчика 1, Выход датчика 1 соединен с входом сумматора 2, выход которого соединен с входом модели 3 свободных движений датчика. Координаты состояний модели 3 сво„„SU „„1673990 А2

Для этого измерительный преобразователь содержит датчик 1, модель 3 свободных движений и низкочастотный фильтр. Выходдатчика соединен с входом модели свободных движений датчика непосредственно и через низкочастотный фильтр. Новым в преобразователе является вторая модель 10 свободных движений датчика, охваченная, обратными связями, и второй низкочастотный фильтр, Разность сигналов с выхода датчика и его первой модели свободных движений подается на вход второй модели свободных движений непосредственно и через второй низкочастотный фильтр. Это позеоляег сформировать на входе второй модели свободных движений сигнал оценки динамической погрешности измерительного преобразователя. бодных движений датчика через усилители

4 соединены с входами сумматора 2, Выход датчика 1 соединен также через низкочастотный фильтр 5 с вычитающим входом сумматора 2. Выход датчика 1 соединен, кроме того, с входом сумматора 6, вычитающий вход которого соединен через усилитель 7 с выходом модели 3. Выход сумматора 6 соединен с входом сумматора

8 и через низкочастотный фильтр 9 с вычитающим входом сумматора 8, выход которого соединен с входом модели 10 свободных движений датчика, координаты состояния которой через усилители 11 соединены с входами сумматора 8. В ходом преобразователя является вход датчика 1.

Выходом преобразователя — вход модели 3, а выходом оценки погрешности — вход модели 10, 1673990

20

S +a

55 (S)=Wa(S): (5) модель свободных движений датчика (фиг.2) состоит из последовательного соединения сумматора модели и интеграторов, число которых равно порядку знаменателя передаточной функции датчика. Выходы интеграторов соединены через усилители, коэффициенты усиления которых равны коэффициентам знаменателя передаточной функции датчика, с вычитающими входами сумматора модели, Координатами состояния модели являются выходы интеграторов.

Выход последнего интегратора является также выходом модели.

Низкочастотные фильтры (фиг, 3) состоят из последовательно соединенных интеграторов, число которых равно порядку числителя передаточной функции датчика, усилителей и двух сумматоров фильтра, Выход первого сумматора соединен с входом первого интегратора через усилитель с коэффициентом усиления, равным обратной величине старшего коэффициента числителя передаточной функции датчика. Выходы интеграторов через усилители с коэффициентами, равными последующими за старшими коэффициентами числителя передаточной функции датчика, соединены с вычитающими входами первого сумматора фильтра, Выходы интеграторов и вход первого интегратора соединены через усилители с входами второго сумматора фильтра, Входом фильтра является вход первого сумматора. Выходом фильтра- выход второго сумматора.

Работает устройство следующим образом.

Передаточная функция измерительного преобразователя имеет вид -Л :-.,„,,,; -, .ig,,».!R.- .>

Г Ir(,, к„, /.". ° ° (и,- n,j< i r> ч ) Выбором коэффициентов Ko, K), ..., Кл-> и do, d1...„dm формируются коэффициенты передаточной функции измерительного преобразователя.

Сигнал с выхода модели 3 через усилитель 7 с коэффициентом усиления (do-Ко)/(Ьо-do) поступает на вычитающий вход сумматора 7. на выходе которого сигнал дает грубую оценку погрешности измерения ао Ко

Е (S) = U — UM - — — -----bo 1о

Осуществляя преобразование сигнала низкочастотным фильтром 8 и моделью свободных движений датчика 10, охваченной обратными связями с коэффициентами К -, Р

К, .„, К„>, на входе модели 10 формируется сигнал оценки погрешности измерения

d )5 (6 rl » („do)

Ь ° (n„,- K. .)5" (a, к lS ° !rt„--w ) е е

Выбором коэффициентов К, К1, ..., Кл-> и

do . d1, .... dm формируются желаемые коэффициенты передаточной функции по оценке ошибки, а, следовательно, и сама оценка с требуемой точностью.

Для измерительного преобразователя с передаточной функцией датчика и значениями коэффициентов а =0,38 с

-1

ao=bo=39 было проведено моделирование работы преобразователя для выходного сигнала, представленного на фиг, 4. Ошибка преобразователя и оценка ошибки для кос 3 эффициентов K>--Ki-=-50, Ко — Ko =-2,5.10 приведена на фиг, 5.

Результаты моделирования показывают, что измерительный преобразовательдает весьма точную оценку погрешности почти на всем интервале моделирования. Существенное огклонение в значении оценки ошибки имеет место лишь в течение 0,2 с.

Величина отклонения составляет 50";ь от значения ошибки. Но даже на этом интервале завышенная оценка погрешности может быть использована для характеристики динамической погрешности измерения.

Формула изобретения

Измерительный преобразователь динамических параметров по авт. св., M 1571514, отличающийся тем, что, с целью получения оценки погрешности в процессе измерений, в него дополнительно введены второй и третий сумматоры, усилитель, второй низкочастотный фильтр и вторая модель свободных движений датчика, охваченная обратными связями, при этом суммирующий вход второго сумматора соединен с выходом датчика, а вычитающий вход этого сумматора через усилитель — с выходом первой модели, выход второго сумматора соединен с суммирующим входом третьего сумматора и через второй низкочастотный фильтр — с вычитающим входом третьего сумматора, выход которого соединен с входом второй модели свободных движений

1673990

9 nd датчика, координаты состояния которой через усилители соединены с соответствующими суммирующими входами третьего сумматора.

15 399(1 дог

001

Редактор Н, Коляда

Заказ 291б Тираж 334 Подписное

ВНИИПИ I осударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

08

Об

1 Г 3 4

Фиг. Ф

1 2 Я 4 5

Фиг 5

Составитель Н. Макаренко

Техред М.Моргентал Корректор С, Шевкун