Способ определения градуировочной характеристики измерительного устройства

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<„,960689

p$(q са (61) Дополнительное к авт. сеид-ву

Р1 М Кп з (22) Заявлено 09.02 ° 81 (21) 3244486/18-21 с присоединением заявки ¹

G 01 R 35/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет (53) УДК 53. 089..6(088.8) Опубликовано 23,0982. Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 23. 09. 82 (72) Авторы изобретения. . с Ъ с

С с с

A.A.Áàêèðîâ, А.И.Заико, В.М.Лисовский и В.П.Шведов с.с (71) Заявитель «,, с с (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА

Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения градуировочных характеристик измерительных устройств.

Известен способ определения градуировочной характеристики измерительных устройств, заключающийся в .том, что на градуируемое устройство подают испытательный сигнал и регистрируют выходной сигнал (lj.

Недостатком способа .является низкая точность из-эа отсутствия статистической обработки.

Наиболее близким к изобретению является способ определения градуировочной характеристики измерительного устройства, заключающийся в том, что на вход градуируемого устройства подают испытательный сигнал, регистрируют выходной сигнал и .определяют градуировочнусю характеристику путем статистической обработки результатов. Сущность этого способа заключается в том, что на вход градуируемого устройства подают последовательность постоянных уровней х„, ° ..> х, измеряют соответствующйе им выходные величины у,,...,уев, а затем определяют градуировочные с характеристики (rX) измерительного устройства y=f(xl путем обработки результатов по какому-либо критерию, например, по методу наименьших квадратов. Полученную градуировочную характеристику используют для определения значения входной величины по найденному значению выходной величины (2).

Недостатком этого способа является то, что ГХ получены без учета динамических свойств измеряемого . сигнала и инерционности градуируемого устройства. Это происходит потому, что градуировка проводится в статическом режиме, а не в динамическом. Вследствие этого использование ГХ, полученных известным способом для измерения динамических сигналов, приводит к появлению систематических динамических погрешностей. Для коррекции этих погрешностей расчетным путем дополнительно ис.пользуются динамическими характеристиками измерительных устройств.

Однако использование последних сопряжено с большими вычислительными трудностями, особенно для нелинейных измерительных устройств. Кроме того, динамические свойства сигнала

960689 и измерительного устройства учитывают расчетным путем, заменяя реальный сигнал и измерительное устройство их математическими моделями, что снижает точность известного способа.

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности определения градуировочной характеристики измерительного устройства в динамическом режиме.

Поставленная цель. достигается тем, что согласно способу, заключающемуся 10 в подаче на градуируемое устройство испытательного сигнала, регистрации выходного сигнала и определении градуировочной характеристики устройства путем статистической об- 15 работки результатов, испытательный сигнал формируют с динамическими характеристиками, близкими к характеристикам измерительного сигнала, а выходные сигналы регистрируют в щ моменты совпадения значений испытательного сигнала заданным уровням.

На чертеже представлена блоксхема устройства, реализующего предлагаемый способ.

Устройство содержит градуируемый измерительный прибор 1, сравнивающий блок 2, эадатчик 3 уровня, блок 4 управления и статистической обработки данных. 30

На градуируемый прибор.1 поступает динамический сигнал, который может подаваться либо со специаль,ного генератора, либо это ; может быть реальный измеряемый сигнал. По 35 команде с блока. 4 управления, согласно программе, задатчик 3 уровня. вырабатывает постоянный уровень х;, который поступает на второй вход сравнивающего блока 2, на первый 40 вход которого поступает-испытательный сигнал x(t). При выполнении условия

z(t) = х„. (I), срабатывает сравнивающий блок 2 и выдает импульс, который разрешает регистрацию выходного сигнала y(t) в блоке 4 управления и обработки.

Регистрация выходного сигнала производится установленное число раз, достаточное для проявления статистических закономерностей. По окончании первой серии измерений по коман де с блока 4 задатчик 3 уровня устанавливает следующий уровень х„=х;+ и производится новая серия измерений. При этом регистрация выходного сигнала также производится при выполнении условия (1).

Измерения осуществляются для всех выбранных уровней. По результа- 60 там измерений блок управления и обработки определяют по какому-либо критерию, например по методу наименьших квадратов, градуировочную характеристику прибора. Полученная характеристика может бьуть представ-лена в аналитическом, графическом, либо другом видах.

Использование предлагаемого способа определения градуировочных характеристик измерительных устройств обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.

Полученные по предлагаемому спо собу градуировочные характеристики измерительных устройств могут использоваться при измерении динамических сигналов. При этом, во-первых, отпадает необходимость корректировки динамических погрешностей путем громоздких расчетов, так как они автоматически учитываются при градуировке. Во-вторых, повышается точность измерений, так как в расчетах использовались математические модели измеряемых сигналов и измерительных устройств, которые лишь приближенно отражали их свойства. В-третьих, градуировка по предлагаемому способу может быть осуществлена не только при подаче динамического сигнала с испытательного генератора, но и в режиме измерения, когда на вход прибора поступает реальный измерительный сигнал.

Проведенная апробация. способа показала следующее.

Для.конкретного измерительного прибора, предназначенного для регистрации стационарных случайных процессов, была снята статическая ГХ

ky,+у о р где х — входной сигнал измерительного прибора; у — выходной сигналу

k = 0,3 — коэффициент усиления; уо =0,19 — начальное смещение

ГХ.

Для этого же прибора была снята

ГХ по предлагаемому способу для стационарного случайного процесса со следующими характеристиками

mx=100, Rx() =1000е 5" ", где уй„ вЂ” математическое ожидание процесса; R (Т) — его корреляционная функция.

В результате были получены следующие параметры ГХ

0,24, уо = 0,29

Из сравнения видно, что параметры градуировочной характеристики, полученной по предлагаемому способу в динамическом режиме; отличаются от статической характеристики: на 20%, а уо — на 50%. Расчет показывает, что использование статической характеристики для измерения этого процесса привело бы к появлению динамической систематической погрешности 21%. Эта погрешность автоматически устраняется при ис960689

Формула изобретения

Составитель С.Морозов

Техред Л. Пекарь Корректор С.Шекмар

Редактор Н.Пушненкова

Заказ 7269/53 Тираж 717 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 пользовании ГХ,, полученной по способу в динамическом режиме.

Способ определения градуировочной характеристики измерительного устройства, заключающийся в том, что на градуируемое устройство подают испытательный сигнал, регистрируют выходной сигнал и определяют градуировочную характеристику устройства путем статистической обработки результа тов, о т л и ч а ю щ и.й с я тем, что, с целью повышения точности, испытательный сигнал формируют с динамическими характеристиками, близкими к характеристикам измерительного сигнала, а входные сигналы регистрируют в моменты совпадения значений испытательного сигнала заданным уровням.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. Основы метрологии. М., Иэд-во стан30 дартов, 1972, с. 245, п .2.

2. Электрические измерительные преобразователи. Под ред. P.P.Харченко, N. — Ë., Энергия, 1967, с. 12.