Способ автоматической поверки стрелочных измерительных приборов

 

Изобретение может быть использовано в производстве стрелочных измерительных приборов при их поверке. Подают на вход поверяемого прибора испытательный линейно нарастающий сигнал, осуществляют циклически сканирование шкалы прибора, скорость S_i нарастания испытательного сигнала на i-м цикле сканирования устанавливают удовлетворяющей соотношению , где ω - угловая скорость сканирования; I_i, I_i-1 - номинальные значения i-й и (i-1)-й отметок шкалы; ϕ_i - угол между i-й и (i - 1)-й отметками шкалы, а погрешность Δϕ_i прибора в i-й отметке шкалы определяют из выражения , где t_i - интервал между моментами времени, соответствующими считыванию стрелки в (i - 1)-м и i-м циклах сканирования; Δϕ_i-1 - погрешность прибора на (i - 1)-й поверяемой отметке. Способ имеет повышенную производительность. 1 ил.

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано в производстве стрелочных измерительных приборов при их поверке.

Известны способы автоматической поверки измерительных приборов, заключающиеся в том, что подают на прибор испытательный сигнал и после установления показаний считывают положение стрелки. Погрешность определяют по расстоянию между поверяемой отметкой и стрелкой.

Наиболее близким по технической сущности является способ автоматической поверки измерительных приборов, в котором погрешность показания определяется в виде пропорционального интервала времени, заключающийся в том, что подают поверяемый прибор калиброванный испытательный сигнал, соответствующий какой-либо поверяемой отметке, и после установления показаний с постоянной скоростью сканируют стрелку и отметки поверяемого прибора, расстояние между отметкой и стрелкой определяют в виде интервала времени между моментами считывания отметки и стрелки, которой затем пересчитывают в погрешность показания.

Недостатком данного способа поверки является низкая производительность из-за статического режима поверки и сложного алгоритма обработки измерительной информации, включающего разделение образов стрелки и отметок шкалы.

Целью изобретения является повышение производительности поверки.

Предложенный способ заключается в следующем. При известной градуировочной характеристике шкалы поверяемого прибора: ϕ₁, ϕ₂, ϕ₃, . . . ϕ_i, ϕ_N , (1) где ϕ_i- угол между (i-1)-ой и i-ой поверяемыми отметками, и постоянной скорости ωсканирования шкалы длительность τ_i-го цикла сканирования (считывающее устройство проходит расстояние в ( 2 π+ϕ_i) рад и оказывается напротив i-ой отметки) определяется как: τ_i= . (2) Скорость ω_ciперемещения стрелки, необходимая для того, чтобы она за время τ_i-го цикла прошла расстояние ϕ_i между (i-1)-ой и i-ой отметками, ω_ci= . (3) Для перемещения стрелки между (i-1)-ой и i-ой отметками со скоростью ω_ci сигнал в i-ом цикле на входе прибора должен изменяться со скоростью S_i: S_i= , (4) где I_i, I_i-1 - номинальные значения i-ой и (i-1)-ой отметок.

Тогда, при задании на вход прибора в i-ом цикле линейно нарастающего со скоростью S_i сигнала и скорости сканирования ω, интервал между моментами времени, соответствующими считыванию стрелки в (i-1)-ом и i-ом циклах, должен быть равен времени τ_i. Однако при наличии погрешности поверяемого прибора стрелка переместится за время τ_i на угол, отличный от угла ϕ_iна величину Δ ϕ_i абсолютной погрешности, и поэтому считывание произойдет через интервал времени t_i, отличный от τ_i. В этом случае искомая абсолютная погрешность Δ ϕ_iбудет равна: Δϕ_i= (t_i-τ_i) . (5) Учитывая, что, в общем случае, интервал времени t_i определяется между моментом τ_i-1считывания (i-1)-го положения стрелки (погрешностьΔ ϕ_i-1 относительно i-1)-ой поверяемой отметки) и моментом τ_iсчитывания i-го положения стрелки (погрешность Δ ϕ_i относительно i-ой поверяемой отметки) окончательно для погреш- ности Δ ϕ_i имеем: Δϕi= t₁-ϕ_i-Δϕ_i-1 . (6) Сущность изобретения, таким образом, состоит в том, что в качестве испытательного сигнала используют линейно нарастающей сигнал, сканирование шкалы осуществляют циклически, погрешностьΔ ϕ_iприбора в i-ой поверяемой отметке шкалы определяют из выражения (6), а скорость нарастания испытательного сигнала S_i на i-ом цикле сканирования устанавливают удовлетворяющей соотношению (4).

Отличиями способа, повышающими производительность поверки, являются: осуществление ее при динамическом входном испытательном сигнале и исключение необходимости считывания отметок шкалы, упрощающее алгоритм обработки измерительной информации.

На чертеже изображена упрощенная структурная схема устройства для реализации предложенного способа.

Устройство содержит поверяемый измерительный прибор 1, к входу которого подключен управляемый источник 2 калиброванных входных сигналов. Положение стрелки прибора 1 определяется считывающим устройством 3, которое через формирователь выходных сигналов 4 подключено к устройству 5 регистрации и обработки информации, содержащему микропроцессор 6, таймер 7, запоминающее устройство 8 и устройство 9 вывода. Блок 5 подключен к входу управления источника 2. Способ автоматической поверки реализуется следующим образом. После запуска системы она настраивается на тип поверяемого прибора, для чего в запоминающее устройство 8 блока 5 вводят градуировочную характеристику шкалы поверяемого прибора в виде ряда (1), а также формулы (4) и (6). По формуле (4) вычисляются необходимые скорости S_i нарастания входного сигнала для всех циклов сканирования. Для устранения систематической ошибки, перед поверкой стрелка прибора выставляется на отметку, соответствующую нулевому входному сигналу и в запоминающее устройство 8 заносится начальное значение Δ ϕ₀= 0. По сигналу "пуск" с блока 5 устройство 3 начинает сканирование со скоростью ω. После установления постоянной скорости сканирования устройством 3 фиксируется момент считывания начального положения стрелки, по которому микропроцессор 6 запускает блок 2, в результате чего на вход проверяемого прибора 1 начинает подаваться линейно возрастающий сигнал с заранее определенной требуемой скоростью, а также производится пуск таймера 7. В моменты считывания стрелки прибора отсчитывающим устройством 3 оно, через блок 4, подает сигналы на микропроцессор 6, который по ним производит анализ таймера 7 и определяет моменты считывания t₁^I , t₂^I , . . . , t_n^I и передает их в запоминающее устройство 8. Одновременно, моменты времени t₁^I , t₂^I , . . . t_n^I микропроцессор 6 выдает на блок 2 сигнал, изменяющий требуемым образом скорость линейного нарастания входного сигнала. После фиксации последнего момента t_n^I микропроцессор 6 вычисляет по заложенным формулам интервалы t_i, как разность между t_i^I и t_i-1^I и погрешность Δ ϕ_iприбора в поверяемых точках. По окончании поверки результаты распечатываются блоком 9.
(56) Безикович А. Я. и др. Автоматизация поверки электроизмерительных приборов. Л. : Энергия, 1976, с. 69-71.

Формула изобретения

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОВЕРКИ СТРЕЛОЧНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, включающий подачу на вход поверяемого прибора испытательного сигнала, сканирование с постоянной скоростью шкалы поверяемого прибора, определение моментов времени, соответствующих считыванию стрелки, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности поверки, в качестве испытательного сигнала используют линейно нарастающий сигнал, сканирование шкалы поверяемого прибора осуществляют циклически, погрешность Δϕ_i прибора в i-й поверяемой отметке шкалы определяют из выражения
ΔY_i= t_i-Y_i-ΔY_i-1,
где Δϕ - погрешность прибора на (i - 1)-й поверяемой отметке;
J_i - угол между i-й и (i - 1)-й отметками шкалы;
t_i - интервал между моментами времени, соответствующими считыванию стрелки в (i - 1)-м и i-м циклах сканирования;
ω - угловая скорость сканирования, а скорость нарастания испытательного сигнала S_i на i-м цикле сканирования устанавливают удовлетворяющей соотношению
S_i= ,
где I_i, I_i-1 - номинальные значения соответственно i-й и (i - 1)-й отметок.

РИСУНКИ

Рисунок 1