Устройство для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗЬВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ по900232 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (5! )М. Кл. (22) За" влево 230580 (21) 2929338/18-21 с присоединением заявки М

G 01 R 35/00

Государствввнык комнтвт (2;3) Приоритет по делам изобретений и открытий

Опубликовано 2301.82. Бюллетень .% 3

Дата опубликования описания 23 01Я2 (53) УДК621. 317 (088,8) 1

t

3 (72) Автор изобретения

Е.Т.Изаков (7I ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ

ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ

Изобретение относится к измеритель ой технике, в частности к устройствам автоматической коррекции погрешностей, используемым в целях метрологического обеспечения прецизионных измерительно-вычислительных комплексов и информационно-измерительных систем.

Известно устройство, принимаемое в целях автоматической коррекции тО погрешностей как измерительного преобразователя, так и измерительного канала в целом, состоящее иэ нескольких измерительных преобразователей и основанное на использовании мно15 гозначных образцовых мер и образцового прямого преобразователя, от точности которого существенно зависит точность коррекции (11.

Однако количество необходимых образцовых мер определяется степенью нелинейности градуированной характеристики измерительного преобразователя. При высоких требованиях к

2 точности измерения исходного аналтз гового сигнала и значительных погрешностях основной измерительной цепи корректируемого преобразователя, практическое использование рассматриваемого устройства неоправданно сложно и имеет низкую эффективность в силу значительного числа необходимых образцовых мер и возможных ошибок при выборе образцовых мер, ближайщих к истинному значению измеряемой величины.

Известно устройство, предназначенное для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя, реализукнцее аддитивный итерационный. метод автокоррекции, содержащее переключатель с двумя ключами, вход первого ключа которого соединен с источником иэмеряе" мого сигнала, а выход переключателя подсоединен ко входу корректируемого измерительного преобразователя, вычислительное устройство с памятью, 9002 го

45 вход которого соединвн с выходом измерительного преобразователя, образцовый обратный преобразователь, подключенный своим входом к блоку . памяти вычислительного устройства, а выходом - ко входу второго ключа переключателя (2).

Однако устройство обладает не» высоким быстродействием,,обусловленным значительным числом дополнительных тактов прямых и обратных преобра" эований и обращений к блокам устройства коррекции, при больших погрешностях корректируемого измерительного преобразователя, что имеет мес-. то для измерительных каналов информационно-измерительных систем и иэмерительно-вычислительных комплексов.

Известное устройство позволяет исключить указанную погрешность за 3-5 и более циклов коррекции, соответственно число дополнительных преобразований сигнала возрастает до 10 и более. Недостатком устройства также является зависимость времени получения окончательно скорректированного результата измерения от величины погрешности корректируемого измерительного преобразователя. Применение данного устройства коррекции в цифровых информационно-измерительных системах требует использования в качестве образцовых обратных преобразователей прецизионных цифроаналоговых преобразователей, которые являются сложными

35 и дорогостоящими техническими устройствами. Эти недостатки ограничивают область применения устройства не позволяют использовать его в быстродействующих информацонно-измеритель40 ных комплексах для повышения их точности;

Цель изобретения - повышение быстродействия .устройства для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя °

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя, содержащее переключатель с двумя ключами, вход первого ключа которого соединен с источником измеряемого сигнала, а выход переключателя подсоединен „ко входу корректируемого измерительного преобразователя, вычислительный блок с памятью, вход которого соединен с выходом измерительного преобразователя, образцовый обратный преобразователь, 32

4 введены сумматор, вычислитель, источник образцового сигнала, запоминающий блок и выключатель, а переключатель снабжен дополнительным ключом, при этом вход образцоього обратного преобразователя подключен к одному из контактов выключателя„ второй контакт которого соединен с выходом измерительного преобразователя, выход образцового обратного преобразователя подключен ко входу запоминающего блока, соединенного своим выходом с первыми входами сумматора и вычислителя, вторые входы которых подключены к источнику образцового сигнала, а выходы сумматора и вычитателя соединены со входами второго и третьего ключей переключателя.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя.

Устройство содержит переключатель с ключами 10-1, 10-2, 10-3 измерительный преобразователь 2, вычислительный блок 3 с памятью, выключатель 4, образцовый обратный преобразователь 5, запоминающий блок 6, вычитатель 7, сумматор 8, источник 9 образцового сигнала.

Устройство работает следующим образом.

Исходный аналоговый сигнал х через замкнутый ключ 10-1 переключателя 1 подается на вход преобразователя 2, имеющего номинальный коэффициент преобразования К,1 и номинальную статистическую характеристику преобразования У=К х.

На выходе преобразователя 2 получается сигнал У величина которого, с учетом отличия реальной статистической характеристики преобразования измерительного преобразователя от номинальной N с учетом реализуемой предлагаемым корректирующим устройством кусочно-личейной аппроксимации реальной статистической характеристики преобразованная отрезками прямых, связана с х зависимостью

N„=àK„x+b, где а - соответствует мультиплыкативной составляющей погрешности, определяемой изменением наклона реальной статистической характеристики измерительного преобразователя в процессе его эксплуатации, а также дифференциальS 9002 ной нелинейностью, указанной характеристики1

Ь - соответствует аддитивной составляющей погрешности, зависящей от .дрейфа нуля коррек- s тируемого преобразователя.

Сигнал У„ поступает в блок 3 для фиксации в его памяти и через замкнутый контакт выключателя 4 - на вход преобразователя 5. Полагая, что пог- >В решности, вносимые преобразователем пренебрежимо малы и он реализует обратную функцию х=У/Кн, считаем, что с его выхода в блок 6 поступает для фиксации аналоговый сигнал х, эначе- 1э ние которого х„=У /К„. С выхода блока 6 сигнал х подается одновремен1 но на первые входы вычитателя 7 и сумматора 8. На вторые входы вычитателя 7 и сумматора 8 постоянно пос- 20 тупает сигнал М с выхода источника 9.

На выходе вычитателн 7 образуется сигнал х, значение которого к =У /К„-й, а на выходе сумматора 8 - сигнал х =У„/Кч й.

Далее, при одновременном размыкании ключа 10- 1 переключателя 1, контакта выключателя 4 и замыкании ключа 10-2 сигнал х> поступает на вход преобразователя 2, на выходе которо- 30

ro образуется сигнал У . Значение

У выражается зависимостью

У = а К „х +Ь .

Сигнал У поступает в блок 3 для фиксации его в памяти. При размыкании ключа 10- 1 переключателя 1 и замыкании ключа 10-2 этого переключателя сигнал поступает на ввод преобразователя 2. На выходе преобразователя

2 образуется сигнал Уь, значение которого выражается зависимостью

У =а Кк х +Ь.

Си гнал У поступает на быстр одей ст вующий блок, Предлагаемое устройство коррекции позволяет существенно уменьшить время, необходимое для получения конечного результата измерения, свободного от больших погрешностей корректируемого измерительного преобразователя. Повышение быстродействия устройства коррекции достигается уменьшением до двух и фиксированием числа дополнительных

32 4 тактов измерения при получении скорректированного результата, Выигрыш в быстродействии тем больше, чем больше погрешность корректируемого измерительного преобразователя, поскольку время получения скорректированного результата в предлагаемом устройстве в противоположность известному не зависит от величины погрешности корректируемого измерительного преобразователя. формула изобретения

Устройство для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя, содержащего после" довательно включенные переключатель, зажимы для подключения измерительного преобразователя и вычислительный блок с памятью, а также образцовый обратный преобразователь, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены сумматор, вычитатель, источник образцового сигнала, запоминающий блок и выключатель, а переключатель снаб" жен дополнительным ключом, при этом, вход образцового обратного преобразователя подключен к одному иэ контактов выключателя, второй контакт которого соединен с выходом измерительного преобразователя, выход образцового обратного преобразователя подключен ко входу запоминающего блока, соединенного своим выходом с первыми входами сумматора и вычитателя, вторые входы которых подключены к источнику образцового сигнала, а выходы сумматора и вычитателя соедй" нены со входами второго и третьего ключей переключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Земельман Н.А. Автоматическая коррекция погрешностей измерительных устройств. И., "Стандарт", 1972, с.56, рис. 10.

2. Алиев Т.M., Сейдель Л.P. Asтоматическая коррекция погрешностей цифровых измерительных приборов.

M., "Энергия" 1975, с.67, рис.2-1.

900232

Составитель Ю.Гаврилов

Редактор Н.Бобкова Техред Ж. Кастелевич Корректор Л Бокшан еаееееэееэеее

Закаэ 12177/64 Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного.комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д.4/5 е е ååååååеееееее

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная,4