ел
эо Изобретение относитс к информационно-измерительной технике и можен быть использовано дл автоматизированной поверки измерительных пр боров, имеющих указатель и шкалу. По основному авт.ев № 966632 известно устройство дл автоматизир ванной поверки приборов, содержащее блок программы, источник эталонных сигналов, подключенный к клеммам по вер емого прибора, датчик положени указател , аналого-цифровой преобразователь ,, банк эталонных функций, блок выборки кодов, блок сравнени Кодов, блок вычиолени погрешностей , блок управлени , блоки пам ти , печати и отображени и пульт опера тора. Данное устройство обладает доста точной достоверностью поверки благодар возможности синхронного срав нени текущих кодов действительной реальной ) и эталонной функций преобразовани повер емого прибора, чт исключает потерю информации о величине погрешности между оцифрованными отметками шкалы l . Однако указанное устройство не обеспечивает автоматического приспо соблени адаптации) к реальной Фун ции преобразовани повер емого прибора , в результате чего поверка при Ооров с помощью устройства осуществ л етс также и в сечени х (точках) шкалы, имеющих избыточную измеритель ную информацию, что приводит к неоправданным затратам машинного времен на обработку, хранение и регистрацию этой информации и, следовательно, снижению производительности поверки Цель изобретени - повыдение проиэводительности поверки за счет сокращени избыточной информации. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл автоматизированной поверки измерительных приборов, содержащее последовательно соединенные пульт оператора, блок управлени , блок программы, источник эталонных сигналов, своим втоо:рым входом подключенный к второму выходу пульта оператора, клеммы дл подключени повер емого прибора, дат чик положени указател , аналого-циф ровой преобразователь (АЦП), а также банк э э:алонных функций, соединенный с первым входом блока выборки кодов, второй вход которого соединен с третьим выходом пульта оператора , а первый выход через последовательно соединенные блок сравнени кодов и блок вычислени погрешностей соединени с входами блоков П51МЯТИ, печати и отображени , управл ющие входы которых соединены с вто рым выходом блока управлени , при этом второй выход блока выборки кодов соединен с вторым входом блока вычислени погрешностей, а третий выход - с вторым входом блока программы , введены последовательно соединенные блок обработки сигнала, блок формировани модели сигнала, своим вторым входом соединенный с выходом пульта оператора, блок вычитани сигналов, нуль-орган, второй вход которого св зан с выходом пульта оператора, и электронный ключ, своим вторым входом подсоединенный к выходу АЦП, входу блока обработки сигнала и второму входу блока вычитани сигналов, а выходом - к второму входу блока сравнени кодов, причем второй выход нуль-органа соединен с третьим входом блока формировани модели сигнала, а третий выход - с входом Олока выборки кодов. На чертеже представлена обща структурна схема предлагаемого устройства . Устройство содержит пульт 1 оператора , источник 2 эталонных сигналов ,, блок 3 управлени , блок 4 выборки кодов, блок 5 вычислени пбгреш- ностей, датчик 6 положени указател , аналого-цифровой преобразователь 7, банк 8 эталонных Функций, Олок 9 сравнени кодов, блок 10 программы , блок 11 пам ти, блок 12 печати , блок 13 отображени , повер емый прибор 14, блок 15 обработки сигнала , блок 16 формировани модели сигнала,блок 17 вычитани сигналов, нуль-орган 18 и электронный ключ 19. Пульт 1 управлени соединен своими выходами с входами блока 3 управлени , блока 16 формировани мо- дели сигнала, источника 2 эталонных сигналов, блока 4 выборки кодов и нуль-орагана 18. Выходы блока 3 управлени соединены с входами блока 11 пам ти, блока 12 печати, блока 13 отображени и блока 10 программы, выход которого соединен с входом источника 2 эталонных сигналов, а другой вход - с выходом блока 4 выборки кодов, выходы которого соединены с входами блока 9 сравнени кодов и блока 5 вычислени погрешности , выход которого соединен с входами блока 11 пам ти, блока 12 печати и блока 13 отображени , а вход - с выходом блока 9 сравнени кодов. Источник 2 эталонньлх сигналов через последовательно соединенные повер емый прибор 14, датчик 6 положени указател , АЦП 7, блок 15 обработки сигнала, блок 16 формировани модели сигнала, блок 17 вычитани сигналов, нуль-орган 18 и электронный ключ 19 соединен с входсм блока 9 сравнени кодов. Выходы нуль-органа 18 соединены с входами блока 4 выборки кодов и -блока 16 формировани модели сигнала. Выход АЦП 7 соединен также с входами электронного ключа 19 и блока 17 вычитани сигналов, а выход банка 8 эталонных функций - с входом блока 4 в Оорки кодов. Устройство работает следующим об разом. Оператор производит на пульте 1 оператора набор кодов. Команды в ви де электрических сигналов поступают с выходов пульта 1 оператора на входы блока 4 выборки кодов, блока управлени на разрешение включени в работу блоков 11, 12 и 13 пам ти, печати и отображени и на задание необходимого количества циклов У работы блока 10 программы в зависимости от заданного показател качес ва поверки, источника 2 эталонных сигналов дл его предварительного включени , блока 16 формировани модели сигнала дл задани максимал но допустимой степени и глох аппрок симирующего полинома модели реально функции преобразовани повер емого прибора и нуль-органа 18 дл задани максимально допустимой погрешности приближени Едоп реальной функции преобразовани повер емого прибора ее модели. Блок 4 выборки кодов осуществл ет распознавание набранных на пульт 1 оператора кодов и производит синх ронную последовательную выборку из Оанка 8 текущих кодов 5{э ( i эталонной функции преобразовани и кодов ее производных, соответствующих вы вленному коду повер емого прибора . Указанные коды с выхода блока 4 выборки кодов подаютс на вход блока 10 программы дл реализации программного обеспечени автоматизированной поверки данного прибора. Вы вленный код повер емого прибора направл етс с выхода блока 4 выборки кодов через блок 5 вычислени погрешностей в блоки 11, 12 и 13 пам ти, печати и отображени . По команде поверка, подаваемой в виде электрического сигнала с вых да пульта 1 оператора, блок 3 управ лени запускает в работу блок 10 программы, который в соответствии с текущими кодами эталонной функций преобразовани и кодами ее производ ных, поступающими на его вход из блока 4, вырабатывает программу работы источника 2 эталонных сигналов В соответствии с этими сигналами источник 2 вырабатывает эталонные аналоговые сигналы и подает их на повер емый прибор 14. Указатель повер емого прибора приходит в движение . Электрический датчик 6 фиксирует текущее положение указател и выдает аналоговые сигналы, пропор циональные текущему положению указател , а также скорости и ускорени его движени , в аналого-цифровой пр обарзователь 7, который преобразует их в последовательности кодов (х1; , представл ющие собой реальную функцию преобразовани повер емого прибора и функции ее производных . Коды реальной функции преобразовани и ее функций-производных поступают в блок 15 обработки сигнгша в виде электрических сигналов, пропорциональных ординатам указанных функций с интервалом, равным шагу первичной дискретизации, осуществл емой в аналого-цифровом преобразователе 7, С этого момента осуществл етс процесс двухпараметрической адаптации, сущность которого сводитс к поиску и отбору существенных ординат контролируемых функций. После поступлени кодов двух первых ординат реальной функции преобразовани в блоке 15 обработки сигнала производитс (n+l)-кратное последовательное интегрирование функции на первом интервале Ах и умножение каждого результата интегрировани на соответствующий деформирующий множитель f-) , k 1,... у +1, где П - оначение текущей степени аппроксимирующего полинома модели реальной функции преобразовани . Умножение на деформирующий множи 4 )Г) обеспечивает приведение каждого результата интегрировани к нормированному единичному отрезку -1,1. Результаты интегрировани реальной функции преобразовани в виде электрических сигналов направл ютс на вход блока 16 формировавани модели сигнала, в котором осуществл етс формирование и генерирование модели реальной Функции преобразовани повер емого прибора на . каждом интервале дискретизации. Модель реальной функции преобразовани формируетс в блоке 16 в виде аппроксимирующего полинома. на основе базисной ортогональной функции Лежандра (fn(x) заданной на интервале -1/1 Параметры модели реальной функции преобразовани измен ютс при наращивании степени И аппроксимирующего полинома . При этом максимально допустима степень Пгпах полинома модели выбираетс из р да 0,1,2 и задаетс по команде с пульта 1 оператора , поступающей на вход блока 16 формировани модели сигнала. Формирование модели реальной функции преобразовани при П( ац 2 осуществл етс в три этапа. Сначала формируетс модель реальной функции преобразовани в виде аппроксимирующего полинома нулевой степени. Параметры этой модели генерируютс из блока в виде ал ектрических сигналов Ур1 (О и Чп9 U|/.. пропорциональных значени м ординат данной функцип в крайних точках интервала АХ , приведенного к отрезку t-,lj Электрические сигналы с выхода блока-16 направл ютс на вход блока 17 вычитани сигналов, на второй вход которого подаютс сигналы в ви де кодов, пропорциональные ординатам Ij р реальной функции преобразовани в крайних точках первого ин тервала первичной дискретизации &. При этом значение ординаты 4pi(-l) левой (начальной) точки кнтерзвала Д X предварительно запоминаетс в чейке пам ти, вход щей в блок 17 вычитани сигналов. В блоке 17 осуществл етс синхронное вычитание ординат Ijp; (-() и (|р (4) реальн ой фун ции преобразовани и ординат ир, (-f) иур; (1) ее модели, сформированной в блоке 16, на первом интервале дискретизации, в результате чего на выходе блока 17 формируютс элект рические сигналы, пропорциональные абсолютным значени м текуцщх ошибок (- О и&(11 приближени , функций на первом участке первичной дискретизации (в его крайних точках) . Значени (-)и (l) в виде электрических сигналов поступают на первый вход нуль-органа 18, на второй вход которого предварительно подаетс сигнал с пульта 1 оператора, задающий значение f доп максимально допустимой погрешности приближени реальной функции преобразовани повер емого прибора к ее модели в про цессе адаптации. Нуль-орган 18 производит сравнение . текущих ошибок (-) (1)прибли жени указанных функций с предельным значением f доп Если погрешность приближени в сравниваемых точках не превышает заданную дог, , то права граница интервала адаптивной дискретизации сдвигаетс вправо на шаг Л первичной дискретизации. Процедура рас ширени интервала аппроксимации впр во продолжаетс до тех пор, пока ошибка приближени на одном из конц интервала аппроксимации не достигне заданной. В этот момент нуль-орган подает команду на вход блока 16 форм ровани модели сигнала на наращиван степени аппроксимируюцего полинома модели на одну ступень, что приводи к формированию модели реальной функ ции преобразовани на данном участк в виде аппроксимирующего полинома 1-й степени. Вновь производитс ген рирование значений ординат, вычисленных в блоке 16 и их сравнение со значени ми ординат контролируемой функции. Попытка аппроксимации при новой степени считаетс удачной, если она привела к снижению текущей ошибки Ci-n ИЛИЕЙ) . Вслед за этим продолжаетс расширение интервала аппроксимации отрезками, равными шагу Ли первичной дискретизации, по выше описанной процедуре до тех пор, пока погрешность приближени вновь не достигнет предельно допустимой величины . В этот момент нуль-орган 18 подает команду в блок 16 на формирование и генерирование модели в виде пoлиJ oмa 2-ft степени. Вновь рассчитываютс коэффициенты полинома , значени ординат модели в крайних точках интервала аппроксимации и их сравнение с ординатами контролируемого процесса. Если при этой степени полинома модели погрешности приближени оказываютс меньше Рдоп , вновь предпринимаетс попытка экстраполировать полиномом данчой степени очередную поступающую ординату. Аппрок : 51маци ординат прекращаетс в том случае, когда в пределах найденного интервала аппроксимации попытка обеспечить заданное приближение полиномом максимально допустимой степени (в данном случае ftTiax 2) оказываетс неудачной, т.е. когда (-) Сдоп или - доп г что свидетельствует обобнаружении сечени реальной функции преобразовани повер емого прибора с существенной ординатой . В этот момент фиксируетс права граница адаптивного интервала аппроксимации X;j , соответствующа существенной ординате ц; реальной функции преобразовани fp(n), , и с первого выхода нуль-органа 18 подаетс команда на включение электронного ключа 19, который пропускает в блок 9 сравнени кодов адаптивно выбранный кoдSfJ,()); реальной функции преобразовани ,соответствующий существенной ординате i/, данной функции. Одновременно с выхода нуль-органа 18 подаетс команда в блок 4 выборки кодов. По этой команде осуществл етс синхронный отбор текущих кодов эталонной функции преобразовани и кодов эталонных функций допускаемых значений основной погрешности повер емого прибора , соответствующих точке с существенной ординатой. Таким образом, в темпе поступлени ординат реальной функции преобразовани tp((} повер емого прибора осуществл етс автоматический поиск - и отбор сечений данной функции с существенными ординатами , что способствует сокращению избыточной информации, содержащейс в реальной функции преобразовани tpiх); ,Этим обеспечиваетс адаптаци (приспособление ) к реальной функци. преобразовани в процессе автоматизированной поверки, при этом значение непосредственно вли ет на качество поверки. Блок 9 сравненил кодов производит синхронное сравнение текущих кедов реальной 5ip(), «и эталонной 6{э(); фукнций преобразовани повер емого прибора в адаптивно выбранных сечени х шкалы () на пр ном и обратном ходе указател на каждом цикле у , а также кодов их соответствующих производных и направл ет результаты сравнени к дов в блок 5 вычислени погрешностей . Кроме того, блок 9 осуществл е пересылку сравниваемых кодов указан ных функций и кодов их производных в блок 5 дл последующего восстанов лени по ним реальной in(), и эталонной - n)j функций преобразовани . Блок 5 вычислени погрешностей обрабатывает поступающую информацию о соотнетиении реальной и эталонной функций преобразовани повер емого прибора в адаптивно выбранных сечен х шкалы и выдает результаты поверки в виде функции оценки систематической составл ющей погрешности и функции оценок ее производных; функ ции оценки СКО случайной составл ющей погрешности и функций Оценок ее производных; функции оценки вари ации показаний и функций оценок ее производных;функции оценки предела д пускаемого значени приведенной погрешности и функций оценок ее произ водных . Кром того, блок 5 вычислени по грешностей производит оценку метрологической годности повер емого при бора путем проверки попадани значе ний вычисленных функций погрешносте в зоны ограниченные верхними и нижними границами эталонных функций, допускаемых значений погрешностей. Если это условие выполн етс , повер емый прибор признаетс метрологически годным, в противном случае он бракуетс по соответствующей характерстике погрешности. Результаты поверки прибора и оценки его метрологической годности направл ютс на входы блоков 11, 12 и 13 пам ти, печати и отобргикени в зависимости от разрешающих команд, поданных с выхода блока 3 управлени на управл ющие входы блоков 11, 12 и 13. При этом в блоке 11 запоминаютс , а в блоке 12 регистрируютс в виде протокола результаты метрологических испытаний повер емого прибора по приведенной методике. В блоке 13 реализуетс нагл дна информаци о со- отношении реальной f р(х) и эталонной 1д(х); функций преобразовани повер емого прибора и их функций-производных , его код, соотношение функций, оценок метрологических характеристик повер емого прибора с его эталонными функци ми допускаемых значений погрешностей , а также результаты оценок метрологической годности прибора. Использование предлагаемого устройства позвол ет повысить производительность автоматизированной поверки приборов в среднем на 20-30% благодар сокращению избыточной информации , содержащейс в реальной функции преобразовани повер емого прибора, путем адаптивного отбора существенных ординат указанной функции непосредственно в процессе автоматизированной поверки.