Способ определения параметров характеристики преобразования трехкомпонентного магнитометра

Авторы патента:

Линко Юрий Ромуальдович (RU)

Соборов Григорий Иванович (RU)

Схоменко Александр Николаевич (RU)

G01R35 - Испытания и калибровка приборов, относящихся к предыдущим группам

Владельцы патента RU 2481593:

Открытое акционерное общество "Раменское приборостроительное конструкторское бюро " (ОАО "РПКБ") (RU)

Изобретение относится к области магнитных измерений, в частности к измерениям компонент и полного вектора индукции магнитного поля Земли (МПЗ), а также к средствам калибровки магнитометров. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения параметров характеристики преобразования трехкомпонентного магнитометра вращением в опорной системе координат его геометрических осей, предварительно совмещенных с соответствующими осями опорной системы координат и жестко связанных с его магниточувствительными осями, включает предварительное измерение проекций вектора индукции магнитного поля Земли на оси опорной системы координат и преобразование магнитометром проекций этого вектора на его магниточувствительные оси соответственно при разных положениях его двух геометрических осей, лежащих в одной из плоскостей опорной системы координат, при фиксированных поворотах их, например, на углы, кратные 90°, вокруг третьей геометрической оси, при этом осуществляются всего четыре преобразования магнитометром проекций вектора индукции магнитного поля Земли на магниточувствительные оси при фиксированных поворотах, например, на углы, кратные 90°, геометрических осей, по крайней мере в двух взаимно перпендикулярных плоскостях их расположения и по измеренным проекциям вектора индукции магнитного поля Земли и результатам преобразований, заданным в виде функций углов поворота и в совокупности представляющих собой системы независимых линейных уравнений, определяются искомые параметры характеристики преобразования в виде решения указанных систем уравнений, единственность решения которых является условием предварительного выбора углов поворота. Технический результат - повышение точности измерения. 1 ил.

Как известно, основными причинами неидеальности статической характеристики преобразования трехкомпонентных магнитометров являются присутствие мультипликативных погрешностей, вызванных как отклонениями коэффициентов преобразования от номинальных значений, так и отклонениями магниточувствительных осей (МЧО) магнитометра от его геометрических осей (ортогонального базиса), а также присутствие аддитивных погрешностей, вызванных смещением нуля преобразователей магнитометра. Следовательно, необходимая точность и простота реализации способа измерения и учета указанных погрешностей определяют его эффективность и целесообразность выбора.

Известны способы повышения точности калибровки магнитометров [1-4], основанные на применении метода образцовых мер, которые включают размещение датчика трехкомпонентного магнитометра в центре образцовой трехкомпонентной меры магнитной индукции, ориентацию чувствительных осей магнитометра вдоль осей меры, поочередное воспроизведение известного значения магнитной индукции вдоль каждой оси меры, регистрацию выходных сигналов магнитометра по всем его компонентам, построение нормированной приборной квадратной матрицы и использование ее для нахождения корректирующей матрицы.

Указанные способы сложны в реализации и обладают высокой стоимостью. Необходимость обязательного использования дорогостоящей уникальной конструкции экранированной меры магнитной индукции или колец Гельмгольца, предполагающих наличие сложно настраиваемых катушек или колечной системы, усложняет возможность их приобретения и содержания.

Неравномерность пространственного распределения формируемого магнитного поля внутри катушек магнитной меры вызывает потребность локализации ограниченных размеров рабочего объема, что создает трудности при установке и размещении в этом объеме калибруемых датчиков. Кроме того, сложность точного определения или формирования геометрической направленности магнитных осей образцового магнитного поля и сложность юстировки осей меры по обеспечению их ортогональности создают практическую невозможность ориентации геометрических осей, а тем более тройки неортогональных магниточувствительных осей магнитометра вдоль соответствующих осей меры в процессе калибровки.

Таким образом, указанные недостатки и сложность содержания и обслуживания меры магнитной индукции или колечной системы ограничивают возможности применения известных способов определения параметров характеристики преобразования трехкомпонентного магнитометра.

В [5] показан способ определения параметров градуировочной характеристики одноосного (однокомпонентного) магнитометра, включающий совмещение его МЧО с осью направления вектора индукции МПЗ известного значения его модуля, определение результата преобразования этого значения магнитометром, а затем определение результатов преобразования последовательности дополнительных воздействующих на вход магнитометра образцовых значений магнитной индукции, формируемых последовательностью фиксированных поворотов МЧО магнитометра относительно оси направления вектора индукции МПЗ на известные углы в диапазоне их значений от нуля до 180°, причем общее количество входных воздействий и соответственно преобразование их магнитометром равно степени аппроксимирующего градуировочную характеристику полинома, затем определение параметров градуировочной характеристики в виде результатов решения системы уравнений, заданной в виде системы функций входных воздействий и параметров градуировочной характеристики магнитометра.

Полезность и преимущественные особенности данного способа обусловлены возможностью использования для его осуществления сравнительно простых в изготовлении и низкой стоимости малогабаритных прецизионных поворотных устройств в сочетании с использованием в качестве образцового источника равномерно распределенной в пространственном объеме индукции МПЗ.

Недостатком данного способа является ограничение возможности применения его для определения всех необходимых параметров характеристики преобразования трехкомпонентного магнитометра.

Известен способ определения углов отклонения магниточувствительных осей феррозондов трехкомпонентного магнитометра от его собственных геометрических осей ортогонального базиса [6], который наиболее близок по технической сущности к предлагаемому и принят за прототип.

В известном способе искомые шесть углов, а следовательно, и направляющих косинусов, определяют непосредственно в геомагнитном поле на главных магнитных курсах 0, 90°, 180° и 270° путем последовательных поворотов блока феррозондов, например, вокруг вертикальной оси, для этого магниточувствительный блок магнитометра устанавливают на специальном поворотном столе так, что продольная ось одного из преобразователей оказывается совмещенной с вертикалью, а продольные оси двух других преобразователей - лежащими в горизонтальной плоскости, после разворота блока вокруг вертикальной оси с наблюдением показаний на главных курсах искомые углы вычисляют в виде функций результатов преобразований и угла магнитного наклонения.

Недостатками данного способа являются низкая точность, обусловленная неполным количеством определяемых параметров характеристики преобразования магнитометра, таких как истинное значение коэффициентов преобразования, смещение нуля преобразователей и учет погрешностей, обусловленных несоосностью магниточувствительных и геометрических осей магнитометра. То есть для определения полного количества всех параметров характеристики преобразования в данном случае кроме средств, необходимых для реализации данного способа, необходимо применение экранированной меры магнитной индукции или колец Гельмгольца.

Целью предлагаемого изобретения является повышение точности измерения определением полного набора параметров характеристики преобразования трехкомпонентного магнитометра.

Предлагаемый способ определения параметров характеристики преобразования трехкомпонентного магнитометра включает предварительное измерение проекций вектора индукции магнитного поля Земли на оси опорной системы координат и четыре преобразования магнитометром проекций этого вектора на его магниточувствительные оси при фиксированных поворотах, например, на углы, кратные 90°, геометрических осей, по крайней мере в двух взаимно перпендикулярных плоскостях их расположения и по измеренным проекциям вектора индукции МПЗ и результатам преобразований, заданным в виде функций углов поворота и в совокупности представляющих собой системы независимых линейных уравнений, определяются искомые параметры характеристики преобразования в виде решения указанных систем уравнений, единственность решения которых является условием предварительного выбора углов поворота.

На фигуре 1 показан общий случай ориентации геометрических осей ортогональной системы координат магнитометра относительно опорной системы координат.

Математическое выражение характеристики преобразования [2, 6] трехкомпонентного магнитометра в его собственной системе координат OXYZ можно представить в виде следующей зависимости измеренных значений вектора индукции магнитного поля Земли от истинных значений составляющих B_m(m=x,y,z) этого вектора

где a _mj(m, j=X,Y,Z) и a _mc - реальные параметры характеристики преобразования магнитометра, определяющие ее неидеальность, причем:

a _XX, a _YY, a _ZZ - реальные значения коэффициентов преобразования соответственно компонент B_X, B_Y, B_Z, неидеальность которых определяется отличием их от номинальных значений, причем отличие обусловленно погрешностью масштабов преобразования и несоосностью магниточувствительных осей датчика с соответствующими им геометрическими осями OX, OY, OZ ортогонального базиса магнитометра;

a _mj(m≠j) - параметры, характеризующие неортогональность поперечных (j-X) магниточувствительных осей относительно продольных (m-Х) осей магнитометра;

a _mc - параметры, характеризующие смещение нуля характеристик преобразования m-Х измерительных каналов магнитометра;

N_m - результат измерения, формируемый, например, в виде кодового эквивалента.

В данном случае выражение идеальной характеристики преобразования имеет следующий вид:

N_X=a _XXHB_X,

N_Y=a _YYHB_Y,

N_Z=a _ZZHB_Z,

где a _XXH, a _YYH, a _ZZH - номинальные (идеальные) значения коэффициентов преобразования.

Выражение (1) можно представить в матричном виде

где А, Ас - матрицы определяемых параметров a_mj и a_mc, то есть

R - матрица результатов измерений компонент вектора индукции МПЗ

М - матрица компонент вектора индукции МПЗ в собственной ортогональной системе координат OXYZ магнитометра

По результатам найденных значений параметров a_mj, a_mc измеряемые магнитометром величины B_X, B_Y, B_Z можно определить решением с помощью вычислительного устройства системы уравнений (2) в матричном виде

Компоненты вектора индукции МПЗ (5) можно представить в виде

где B_X0, B_Y0, B_Z0 - элементы матрицы М₀ или компоненты вектора индукции МПЗ в координатах опорной системы координат O₀X₀Y₀Z₀, с заданной ее постоянной ориентацией относительно вектора индукции МПЗ;

Р - матрица преобразования (поворота) проекций B_X0, B_Y0, B_Z0 в проекции B_X, B_Y, B_Z, связанной с геометрическими осями магнитометра системы координат OXYZ.

Взаимное положение систем O₀X₀Y₀Z₀ и OXYZ характеризуется тремя углами поворота α, β и γ относительно базовой плоскости, то есть в данном случае плоскости расположения осей О₀Х₀, O₀Z₀. Согласно [7]

где α - угол между проекцией оси ОХ на базовую плоскость и осью О₀Х₀;

β - угол между осью ОХ и проекцией ОХ на базовую плоскость;

γ - угол между осью OZ и линией пересечения базовой плоскости с плоскостью, содержащей оси OY, OZ.

Положительные направления углов ориентации α, β и γ в соответствующих плоскостях при повороте геометрических осей системы координат OXYZ магнитометра относительно выбранной опорной системы координат O₀X₀Y₀Z₀ показаны на фигуре 1. В данном случае на фигуре 1 обозначениям OX', OX'', OY', OY'', OZ', OZ'' соответствуют промежуточные и конечные положения осей OX, OY, OZ.

Выражение (2), представленное в виде совокупности последовательных преобразований

является выражением линейной системы уравнений в общем виде. Систему (9) можно представить с учетом выражений (1), (3)-(5) в виде следующих трех подсистем уравнений

Параметры a _mj, a _mc характеристики преобразования магнитометра определяются решением полученных систем уравнений после подстановки в них результатов измерений N_Xi, N_Yi, N_Zi и значений (5) компонент B_Xi, B_Yi, B_Zi вектора индукции МПЗ, полученных в результате матричных преобразований

Все полученные системы уравнений (10)-(12) имеют общий определитель, представленный в следующем виде

Следует отметить, что не все возможные комбинации поворотов, определяющих матрицы P_i, гарантируют формирование систем линейных независимых уравнений с единственным решением. Условием существования единственного решения полученных систем уравнений является выбор матричных преобразований P_i для формирования матриц M_i, обеспечивающих неравенство нулю определителя (Δ≠0).

Одними из важных критериев выбора ориентации опорной системы координат в данном случае являются, например, наличие или выбор необходимых средств измерения или задания углов пространственной ориентации ее осей и используемая в качестве образцового сигнала абсолютная величина проекций вектора индукции МПЗ на базовую плоскость, определяющую ориентацию этой системы. Рассмотрим, например, первый вариант ориентации опорной системы координат O₀X₀Y₀Z₀, у которой базовая плоскость ориентирована в горизонте, причем ось О₀Х₀ совпадает с направлением горизонтальной составляющей B_X0 вектора индукции МПЗ, касательного к магнитному меридиану и направленного на северный магнитный полюс, ось O₀Y₀ совпадает с вертикальной составляющей B_Y0 вектора индукции МПЗ, а ось OZ перпендикулярна осям О₀Х₀ и O₀Y₀ и направлена в сторону востока, В данном случае

В выражении (7) элементы матрицы М₀ являются известными значениями измеренных компонент B_X0, B_Y0, B_Z0 в опорной системе координат. Элементы матрицы Р, формируемые поворотным устройством, определяют положение объекта относительно опорной системы координат. Элементы матрицы R также являются известными значениями, то есть результатами измерений калибруемым магнитометром. Задачей изобретения является реализация оптимальных матричных преобразований для получения системы уравнений, решением которой являются неизвестные значения элементов матриц А и А_С, определяемых выражениями (3).

Осуществим четыре измерения проекций вектора индукции МПЗ при заданных углах поворота геометрических осей магнитометра в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Например, первое измерение компонент осуществим в начальном положении, то есть при α₁=β₁=γ₁=0; второе - при α₂=90°, β₂=0, γ₂=90°; третье - при α₃=180°, β₃=γ₃=0 и четвертое измерение - при α₄=180°, β₄=0, γ₄=180°. Выражения матрицы Р при этом при подстановке выбранных значений углов в (8) приводятся к виду

Подставляя выражение (15) и полученные выражения (16) в выражение (13), получим

Подстановкой полученных компонент B_Xi, B_Yi, B_Zi в выражение (14) имеем

Δ=-4B_X0B_Y0 ²,

то есть Δ≠0. Следовательно, после подстановки полученных компонент в выражения (10)-(12) имеем следующие системы независимых линейных уравнений

Решением первой системы уравнений являются выражения параметров

, , ,

Результат решения второй системы уравнений

, , ,

и наконец, решением третьей системы уравнений являются

, , ,

В данном примере согласно формуле изобретения осуществляются четыре преобразования (i=1,2,3,4) проекций B_Xi, B_Yi, B_Zi на магниточувствительные оси при поворотах геометрических осей в двух взаимно перпендикулярных плоскостях их расположения, то есть осей OX, OZ в плоскости YOZ при углах поворота α₁, β₁, γ₁ и α₃, β₃, γ₃ и осей OY, OZ в плоскости YOZ при α₂, β₂, γ₂ И α₄, β₄, γ₄.

Рассмотрим теперь пример второго варианта положения опорной системы координат O₀X₀Y₀Z₀ относительно вектора индукции у которой одна из осей, например О₀Х₀, совпадает с направлением вектора индукции а направления осей O₀Y₀, O₀Z₀ так же, как и в первом варианте, перпендикулярны направлению этого вектора и образуют правую систему координат. В данном случае

Аналогично первому варианту осуществим четыре измерения проекций вектора на оси системы координат OXYZ. Можно убедиться, что при тех же углах поворота этих осей, то есть при матричных выражениях (16) получим нулевое значение определителя (Δ=0). Для исключения этого равенства изменим некоторые значения углов поворота. Так, например, при значениях углов

α₁=0, α₂=90°, α₃=180°, α₄=α₂=90°, β₁=β₂=β₃=β₄=γ₁=γ₂=γ₃=0, γ₄=90° имеем

, , , .

Подставляя эти выражения в (13) с учетом (17), получим

Далее подстановкой полученных значений компонент в выражение (14) получим Δ=Т³, то есть Δ≠0. Следовательно, подстановкой компонент в выражения (10)-(12) получаются следующие системы независимых линейных уравнений

Решением первой системы уравнений являются выражения

, , ,

Решением второй системы уравнений получим выражения

, , ,

Результатом решения третьей системы уравнений являются

, , ,

В данном случае осуществляются, так же как и в первом варианте, четыре преобразования проекций вектора индукции МПЗ при поворотах геометрических осей в тех же двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Возможны также варианты выбора поворотов и в трех взаимно перпендикулярных плоскостях при выполнении условия Δ≠0.

Таким образом, на примере двух вариантов показана возможность определения параметров характеристики преобразования с помощью несложных преобразований и вычислений, а следовательно, возможность повышения точности измерения компонент вектора индукции МПЗ, определяемых в данном случае с помощью выражения (6).

Преимущественной особенностью второго варианта выбора опорной системы координат является возможность использования полного значения модуля вектора индукции МПЗ в качестве образцового сигнала для определения параметров характеристики преобразования. Возможность определения параметров не ограничивается использованием только рассмотренных вариантов выбора опорной системы координат и ориентации геометрических осей магнитометра, но и в других случаях выбор определяется наличием необходимых поворотных или углоизмерительных средств. Во всех случаях предложенный способ предусматривает минимизацию количества необходимых поворотов для формирования систем независимых линейных уравнений.

Точность определения параметров характеристики преобразования зависит от точности измерения значений модуля и направления вектора индукции МПЗ и точности задания углов поворота. Измерение модуля Т легко осуществимо, например, протонным или квантовым магнитометром. Для точного определения направления вектора индукции МПЗ применимы различные известные технические средства, например показанные в работах [6, 8].

Известным способом реализации прецизионных поворотных устройств является, например, применение трехстепенных карданных устройств. Практически удобным вариантом является устройство [9], представляющее собой куб с ортогонально выполненными поверхностями, внутри которого заключен магниточувствительный трехосный датчик, геометрические оси которого строго коллинеарны соответствующим ребрам куба. Данное устройство позволяет установкой граней куба на базовой плоскости и точной установкой его ребер вдоль осей опорной системы координат обеспечивать заданную и точную ориентацию геометрических осей магнитометра относительно осей опорной системы координат.

Простота и эффективность применения данного способа, основанного на решении простых систем линейных уравнений, в сочетании с возможностью применения простых и доступных калибровочных и вычислительных средств определяют его новизну, полезность, преимущественные особенности и реализуемость. Следовательно, предлагаемое изобретение может найти широкое применение в технике магнитных измерений.

Литература

1. Патент США №6130534, кл. G01R 35/00, G01R 33/02, 10.10.2000.

2. Афанасьев Ю.В. Феррозондовые приборы. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1986. С.172-179.

3. Способ определения корректирующей матрицы трехкомпонентного магнитометра. Патент РФ №2229727, МПК 7 G01R 35/00, 33/02, 27.11.2002.

4. Способ определения калибровочной матрицы трехкомпонентного магнитометра (варианты). Патент РФ №2262711, МПК G01R 33/02, 14.11.2003.

5. Способ определения параметров градуировочной характеристики магнитометра. Патент РФ №2386141, МПК G01R 35/00, 7 G01R 33/02, 04.07.2008.

6. Афанасьев Ю.В., Студенцов Н.В., Щелкин А.П. Магнитометрические преобразователи, приборы, установки. - Л.: Энергия, 1972. С.247-250.

7. С.С.Ривкин. Статистический синтез гироскопических устройств. Л.: Судостроение, 1970. С.74.

8. Способ измерения полного вектора магнитного поля, а также устройство для его осуществления. Патент РФ №2218577, МПК 7 G01R 33/02, 09.11.2001.

9. Трехкомпонентный датчик магнитного поля. АС 312216, МПК G01r 33/02, 06.04.1970.

Способ определения параметров характеристики преобразования трехкомпонентного магнитометра вращением в опорной системе координат его геометрических осей, предварительно совмещенных с соответствующими осями опорной системы координат и жестко связанных с его магниточувствительными осями, включает предварительное измерение проекций вектора индукции магнитного поля Земли на оси опорной системы координат и преобразование магнитометром проекций этого вектора на его магниточувствительные оси соответственно при разных положениях его двух геометрических осей, лежащих в одной из плоскостей опорной системы координат при фиксированных поворотах их, например, на углы, кратные 90°, вокруг третьей геометрической оси, отличающийся тем, что осуществляются всего четыре преобразования магнитометром проекций вектора индукции магнитного поля Земли на магниточувствительные оси при фиксированных поворотах, например, на углы, кратные 90°, геометрических осей, по крайней мере в двух взаимно перпендикулярных плоскостях их расположения и по измеренным проекциям вектора индукции магнитного поля Земли и результатам преобразований, заданным в виде функций углов поворота и в совокупности представляющих собой системы независимых линейных уравнений, определяются искомые параметры характеристики преобразования в виде решения указанных систем уравнений, единственность решения которых является условием предварительного выбора углов поворота.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматической коррекции погрешностей измерительных устройств. .

Схема контроля чувствительности трехфазных электронных приборов учета электроэнергии // 2474834

Изобретение относится к средствам измерительной техники и может быть использовано при разработке и исследовании трехфазных электронных электросчетчиков, устанавливаемых на промышленных объектах и для индивидуальных пользователей взамен устаревшим индукционным приборам учета электроэнергии.

Устройство для проверки чувствительности трехфазных цифровых приборов учета электроэнергии // 2474833

Способ коррекции результатов измерения тензометрическим мостовым датчиком с инструментальным усилителем // 2469344

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для измерения неэлектрических величин при помощи тензометрических мостовых датчиков с инструментальными усилителями, запитанных постоянным током.

Стенд для регулирования и контроля параметров реле сигнализации, централизации и блокировки железных дорог // 2469343

Изобретение относится к устройствам для испытания и калибровки приборов, в частности электромагнитных реле с контактами, поочередно размыкающимися и замыкающимися при последовательных включениях и отключениях электромагнита.

Способ линеаризации градуировочной характеристики измерительного преобразователя // 2468379

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для линеаризации градуировочных характеристик измерительных преобразователей, у которых градуировочная характеристика аппроксимируется полиномом второго порядка.

Способ теплового контроля температуры обмоток электрических машин // 2455657

Изобретение относится к измерительной технике и может найти применение при оперативном контроле технического состояния электрических оребренных машин. .

Способ определения параметров градуировочной характеристики магнитометра // 2433421

Способ и система для поверки измерительных приборов // 2428708

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах поверки и контроля измерительных приборов. .

Способ измерения и вычисления параметров электрической сети // 2410752

Изобретение относится к способу измерения параметров электрической сети - амплитудных и действующих значений токов и напряжений в информационно-управляющих комплексах для АСУ распределенными энергообъектами и производствами.

Измеритель фазовых погрешностей масштабного преобразователя // 2490660

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для определения фазовых погрешностей масштабных преобразователей, предназначенных для работы в широком частотном и динамическом диапазонах входных сигналов

Способ калибровки оптической измерительной аппаратуры при оценке среднего диаметра дисперсных частиц // 2500998

Использование: для калибровки оптической измерительной аппаратуры при оценке среднего диаметра дисперсных частиц. Сущность: заключается в том, что проводят измерения характеристик дисперсной системы калибруемой аппаратурой и фоторегистрирующим прибором с последующим определением зависимости сигнала калибруемой аппаратуры от среднего диаметра частиц, определенного визуально, при этом воздействуют ультразвуком на жидкость, создавая дисперсную систему, освещают ее периодическими импульсами света длительностью Ти≤0,1Туз (где Туз - период ультразвуковых колебаний), синхронизованными с ультразвуковыми колебаниями, во время импульсов света измеряют калибруемой аппаратурой и определяют по результатам фоторегистрации средний диаметр дисперсных частиц (dср.а и dср.ф соответственно), изменяют сдвиг фаз между световыми импульсами и ультразвуковыми колебаниями, а также мощность ультразвука, после чего измерения и фоторегистрацию повторяют до получения требуемого количества калибровочных уровней, определяют калибровочную характеристику как зависимость величины dср.а от dср.ф. Технический результат: упрощение калибровки за счет исключения операций, связанных с использованием эталонных порошков, а также расширение области применения за счет калибровки приборов, реализующих интегральные методы оптики дисперсных систем. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Устройство для автоматической поверки стрелочных измерительных приборов // 2503967

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для автоматизации поверки стрелочных измерительных приборов. Техническим результатом устройства является сокращение времени поверки стрелочных измерительных приборов. Технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее блок формирования калиброванного сигнала, соединенного с клеммами для подключения поверяемого прибора, введены цифровая камера, первый контроллер ввода-вывода, микроконтроллер, второй контроллер ввода-вывода, блок оперативной памяти, блок энергонезависимой памяти. Автоматическая поверка стрелочных измерительных приборов осуществляется путем генерации и подачи калиброванного сигнала, соответствующего начальному показанию, на входы поверяемого прибора, снятия начального показания, генерации и подачи калиброванного сигнала, соответствующего конечному показанию, на входы поверяемого прибора, снятия конечного показания, обработки полученных изображений, расчета погрешности поверяемого прибора. 3 ил.

Способ коррекции характеристик измерительных преобразователей // 2503968

Изобретение относится к измерительной технике. Способ заключается в выделении в преобразователе каналов измерения основной и дополнительной (влияющей) входных величин, градуировке каналов измерительного преобразователя при различных комбинациях значений его входных величин, формировании по результатам градуировки математической модели измерительного преобразователя в виде совокупности ее параметров, связывающей значения выходных величин со значениями входных величин, и определении значения основной входной величины по параметрам математической модели и текущим значениям выходных величин, причем при проведении градуировочного эксперимента стабилизируют основную входную величину в нескольких точках диапазона преобразования, в каждой точке стабилизации основной входной величины осуществляют ступенчатое изменение влияющей входной величины в пределах диапазона ее изменения с различными начальными значениями и различными по знаку и но амплитуде приращениями, фиксируют поведение во времени значений входных и выходных величин измерительных каналов основной и влияющей входных величин, организуют дополнительный виртуальный канал определения скорости изменения значений выходной величины канала измерения влияющей величины, после чего формируют математическую модель, связывающую выходные значения основного, дополнительного и виртуального каналов с входными величинами преобразователя, и, наконец, определяют текущее значение основной входной величины по параметрам математической модели и текущим значениям выходных величин основного, дополнительного и виртуального измерительных каналов. Технический результат заключается в повышении точности измерения. 2 ил.

Устройство для калибровки оптической аппаратуры, измеряющей средний диаметр дисперсных частиц // 2507502

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно - к фотоэлектрическим устройствам, предназначенным для исследования дисперсных систем. Устройство предназначено для калибровки оптической аппаратуры, измеряющей средний диаметр дисперсных частиц, и содержит кювету с прозрачной жидкостью, измерительный канал, состоящий из микроскопа и фоторегистратора, и осветительный канал, содержащий два источника света с различными длинами волн. Дополнительно введены ультразвуковой генератор, ультразвуковой излучатель, импульсный блок питания источников света, синхронизатор и калибруемая аппаратура, при этом направления оптических осей измерительного канала и калибруемой аппаратуры пересекаются в освещенной зоне кюветы, один источник света установлен на оптической оси измерительного канала, а второй источник имеет оптическую ось, согласованную с оптической осью калибруемой аппаратуры, выход ультразвукового генератора подключен ко входу ультразвукового излучателя, а последний помещен в кювету с жидкостью и закреплен в непосредственной близости от освещенной зоны, к выходу импульсного блока питания подключены источники света, вход синхронизатора соединен с выходом ультразвукового генератора, а выходы синхронизатора соединены с управляющими входами регистратора калибруемой аппаратуры, фоторегистратора и импульсного блока питания источников света. При этом кавитационные пузыри в кювете, получаемые в результате действия ультразвукового генератора, выполняют функцию дисперсных частиц для калибровки. Устройство может иметь следующие варианты конструкции: оптическая ось второго источника света совпадает с оптической осью калибруемой аппаратуры; калибруемая аппаратура и второй источник света закреплены с возможностью раздельного перемещения в плоскости, перпендикулярной оптической оси измерительного канала. Результатом применения изобретения является упрощение калибровки измерительных систем за счет замены образцовых суспензий дисперсной системой с регулируемым средним диаметром частиц и синхронизации процессов управления и измерения. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ определения ориентации подключения электронного калибратора к векторному анализатору цепей // 2513647

Изобретение относится к измерительной технике и применяется для определения ориентации подключения электронного калибратора к измерительным портам векторного анализатора цепей при измерениях однопортовых и двухпортовых устройств, применяемых в радиоэлектронике, связи, радиолокации. Техническим результатом заявленного изобретения является автоматическое определение подключения порта электронного калибратора. Технический результат достигается благодаря тому, что способ основан на измерении двух наиболее различающихся по коэффициенту отражения нагрузок для каждого измерительного порта, затем осуществляется вычисление разности коэффициентов отражения, на основе полученных данных принимается решение о том, какой из портов ЭК подключен к измерительному порту ВАЦ. 2 ил.

Устройство для измерения динамических характеристик навигационных приборов, в состав которых входит вращающийся трансформатор // 2530311

Изобретение относится к области измерения и может быть использовано при метрологических исследованиях навигационных приборов, содержащих вращающийся трансформатор. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения измерения динамических характеристик. Существенным отличием предложенного изобретения является то, что в устройство для измерения навигационных приборов, в состав которых входит вращающийся трансформатор, содержащее коммутатор, дополнительно введены два канала преобразования, каждый из которых содержит генератор, реверсивный счетчик и последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь, фазовращатель, усилитель мощности, выход которого является выходом устройства для подключения обмоток вращающегося трансформатора проверяемого навигационного прибора, счетный вход реверсивного счетчика подключен к генератору, выход подключен к цифровому входу цифроаналогового преобразователя, вход опорного напряжения которого подключен к выходу коммутатора, вход которого подключен к источнику питания переменного тока. 1 ил.

Калибровка и компенсация погрешностей при измерении положения // 2531968

Изобретение относится к способам и устройствам для считывания положения зонда в теле. Способ заключается в установке в теле зонда с электродом на внешней поверхности, установке множества контактных накладных электродов на поверхности тела, измерении картирующих электрических токов, протекающих между электродом на внешней поверхности зонда и множеством контактных накладных электродов на поверхности тела посредством измерительных схем контактных накладных электродов, калибровке измерения посредством компенсации токов утечки, протекающих по пути, продолжающемся от электрода на внешней поверхности зонда через аблятор и контактный накладной электрод аблятора к множеству контактных накладных электродов, и вычислении положения зонда в теле на основании картирующих токов с использованием калиброванных измерений. Устройство выполнено с возможностью осуществления этапов способа. Использование изобретения обеспечивает точное определение местоположения объекта в теле пациента. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

Устройство воспроизведения электрического поля // 2553572

Изобретение относится к электрическим измерениям и может быть использовано в качестве рабочего эталона при калибровке и поверке рабочих средств измерений переменного электрического поля. Устройство выполнено на основе окружающего рабочую зону 1 конденсатора в виде набора из соосно расположенных пяти тонкостенных, металлических пластинчатых колец 2, закрепленных на диэлектрических стойках. Кольца 2 имеют одинаковую высоту H и расположены на равных расстояниях h (по высоте) друг от друга. Каждое кольцо 2 разрезано на четыре равные части, отстоящие друг от друга по окружности на равные промежутки L. Части колец расположены друг над другом симметрично относительно соответствующих частей других колец. Каждые две части соседних колец образуют отрезок двухпроводной линии передачи, на концах которого включены согласованные нагрузки 3. Входами 4 высокочастотного напряжения являются зазоры между соответствующими частями соседних колец (посередине этих частей). У каждого входа предусмотрен согласующий переход 5 в зазоре между кольцевыми элементами. Технический эффект заключается в увеличении объема рабочей зоны и повышении верхней граничной частоты воспроизведения однородного электрического поля при сохранении относительно небольших габаритных размеров устройства. 3 ил.

Блок испытательный для трансформаторов тока и напряжения // 2557596

Изобретение относится к электроизмерительной технике и предназначено для надежной и безопасной проверки измерительных трансформаторов. Технический результат: обеспечение строго определенной последовательности соединения всех контактирующих элементов, упрощение конструкции системы контактов, снижение трудоемкости монтажных работ, обеспечение надежного вибро- и удароустойчивого соединения, обеспечение термической стойкости контактной системы. Сущность: блок выполнен из n модулей, каждый из которых содержит корпус из изоляционного материала, в соответствующие пазы которого установлены: рабочая крышка с замыкающим контактом в виде перемычки, контактная система, образованная идентичными пружинными модулями, зажимами для подключения внешних проводников, замыкающим контактом в виде пластины, в отверстие которой вставлена штекерная перемычка. Каждый пружинный модуль состоит из соединенных между собой упругой и токопроводящей пластин. Упругая пластина выполнена многократно изогнутой под определенным углом и содержит контактные площадки, две из которых предназначены для взаимодействия с замыкающим контактом рабочей крышки, а третья - с замыкающим контактом, в отверстие которой вставлена штекерная перемычка. Упругая и токопроводящая пластины соединены друг с другом с одного конца посредством выступов и пазов. Замыкающий контакт со штекерной перемычкой установлены в центральной части корпуса с противоположной стороны по направлению к рабочей крышке. 4 з.п. ф-лы, 6 ил.