SU1221625A1 - Устройство поверки измерительных приборов переменного тока - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области измерительной техники и предназначено дл  поверки измерительных приборов переменного тока. Целью изобретени   вл етс  повышение точности и расширение функциональных возможностей поверки Устройство со- держит блок 1 программного управлени , блок 2 вычислени  погрешностей, аналого-цифровой преобразователь 3, коммутатор 4, цифровой генератор 7 испытательных сигналов, повер емые приборы 8. Дл  достижени  поставленной цели в устройство дополнительно введены блок 6 формировани  режима дискретизации и гиперболический экс- трапол тор 5 предела. Функциональные схемы этих блоков привод тс  в описании изобретени . 2 з.п. ф-лы, 3 ил. KD to О) IsD СП Фиг,.1

Description

1

Изобретение относитс  к электроизмерительной технике, в частности к поверке измерительных приборов переменного тока.

Цель изобретени  - повышение точности и расширение функциональных возможностей поверки.

На фиг.1 изображена структурна  схема устройства поверки ; на фиг,2 - структурна  схема блока формировани  режима дискретизации; на фиг.З - структурна  схема гиперболического экстрапол тора предела.

Устройство поверки содержит блок 1 программного управлени , блок 2 вычислени  погрешностей, аналого- цифровой преобразователь 3 (АЦП), коммутатор 4, гиперболический экс- трапол тор 5 предела, блок 6 формировани  режима дискретизации, цифровой генератор 7 испытательных сигналов и повер емые приборы 8, выходы которых через коммутатор 4, АЦП 3, блок 2 вычислени  погрешностей, гиперболический зкстрапол тор 5 предела , блок 1 программного управлени , блок 6 формировани  режима дискретизации подключены к входу генератора 7 испытательных сигналов, выход которого подключен к входам по-вер емых приборов 8 и к входу коммутатора .4. Кроме того, второй выход блока 1 программного управлени  подключен к управл ющему входу коммутатора 4,

Блок 6 формировани  режима дискретизации содержит последовательно соединенные генератор 9 импульсов и счетчик 10 импульсов, выходы которого подключены к первым входам блоков 12 совпадени , вторые входы которых подключены к выходам дешифратора 11, а выходь - к входам элемента 13 ИЛИ, выход которого через двоичный счетчик 14 подключен к выходу блока 6 формировани  режима дискретизации, а его входом  вл етс  вход дешифратора 11.

Гиперболический зкстрапол тор 5 предела содержит блоки 15 и 16 вычи- „тани  кодов, входы которых  вл ютс  входами гиперболического экстрапол тора 5 пределов, перемножитель 17, первьШ вход которого подключен к первому входу блока 15 вычитани  кодов , второй вход перемножител  17 подключен к выходу блока 16 вычитани  кодов, а его выход - к первому

21625

входу блока 18 делени , второй вход которого подключен к выходу блока 15 вычитани  кодов, задатчик 19 граничного значени , выход которого под5 ключен к блоку 20 вычитани  кодов, второй вход которого подключен к выходу блока 18 делени  и к входу блока 21 перемножени , второй вход . которого подключен к второму входу

0 блока 15 вычитани  кодов, блок 22 делени , входы которого подключены к выходу задатчика 19 граничного значени  и к выходу блока 21 перемножени , а выходы блока 20 вычита 5 ни  кодов и блока 22 делени   вл ютс  выходами гиперболического экстрапол тора 5 предела.

Устройство работает следующим образом.

20 Генератор 7 вырабатывает р д переменных испытательных сигналов в виде кусочно-ступенчатых аппрокси- мационных напр жений (токов) которые поступают на повер емые приборы

25 8 в качестве входных информационньпс сигналов. В первом такте работы блок 1 программного управлени  через коммутатор 4 периодически подключает сигналы с выхода генератора 7 к входу

30 АЦП 3. Полученна  в результате совокупность цифровых эквивалентов дискретных значений испытательных сигт- налов запоминаетс  в блоке 2. По запомненным значени м в конце первого

35 такта вычисл ютс  необходимые инфор- . мационные параметры эталонных сигналов (действующие, средние значени , мощность и т.д.). Во втором такте работы по сигналам от блока 1

40 программного управлени  коммутатор 4 производит поочередное подключение выходов повер емых приборов 8 к входу АЦП 3, на выходе которого образуютс  коды выходных информа45 ционных параметров повер емых приборов . В блоке 2 осуществл етс  вычисление погрешностей и их регистраци  .

По окончании основного этапа

50 поверки блок 1 программного управлени  последовательно во времени вырабатывает р д кодов с нарастающим или убывающим итогом. Блок 6 . формировани  режима дискретизации

55 обеспечивает пропорциональное входным кодам число тактов дискретизации на периоде испытательных сигналов . Блок 1 при каждом коде на

3 .1221

втором выходе обеспечивает повторение двух первых тактов работы устройства и определение погрешностей повер емых приборов блоком 2 на каждой частоте дискретизации. Получен-г.:. 5 нал погрешность состоит из основной систематической погрешности измерительного прибора и погрешности, обусловленной дискретизацией и кванто10

ванием при синтезе испытательных

сигналов. Известно, что зависимость погрешности квантовани  от частоты дискретизации имеет гиперболический характер. Поэтому дл  вьщелени  этой составл ющей из суммарной не- oбxoди dc осуществл ть экстрапол цию полученной зависимости с вычислением асимптотического предела. Его значение соответствует систематической погрешности. Экстрапол тор 5 осуществл ет вьщеление этой сос- тавл кщей путем предельной гиперболической экстрапол ции (асимптотической аппроксимации) исходного р да . Затем вычитанием систематичес- кой составл ющей из исходного р да определ етс  втора  составл юща . В экстрапол торе 5 происходит также сравнение выделенной составл ющей с граничным ее значением, задавае- мым дл  группы повер емых приборов с одинаковым классом точности. После превьщ1ени  граничного значени  блок 1 прекращает смену кодов на втором выходе. Таким образом, осу- ществл етс  выбор и установка блоком 1 программного управлени  оптимальной частоты дискретизации. Если погрешность квантовани  превышает граничное значение на любой частоте дискретизации, гиперболический экс- трапол тор 5 предела сигнализирует

0недопустимости поверки данного типа приборов на конкретной поверочной установке и вычисл ет необходимую частоту дискретизации.

Блок 6 формировани  режима дискретизации (фиг.2) работает следзтощим образом.

Двоичный код, приход щий от блока

1программного управлени  на дешифратор 11, преобразуетс  в нем в единичный позиционный код, поступающий на первые входы блоков 12 совпадени , вторые входы которых подключены к соответствующим выходам счетчика 10 импульсов. Генератор 9 импульсов посто нно вырабатывает импульсы на

25.4

счетчик 10 импульсов. В зависимости от поступающего на дешифратор 11 / кода открываютс  соответствующие блоки 12 совпадени , что мен ет частоту дискретизации с изменением разр дности выходного кода.

Дп  иллюстрации работы гиперболического Экстрапол тора предела запишем результирзтощ5то погрешность поверки при кусочно-ступенчатой аппроксимации эталонных сигналов:

.

(1)

где

сГотносительна  сз ммарна  погрешность;

N С число интервалов дискре,ти- зации на периоде синтезируемых колебаний; относительна  систематическа  погрешность повер емых приборов.

В выражении (I) член K/N - погрешность квантовани , которую в простейшем случае можно определить по двум измерени м с разными значени ми N (N и N), которые задаютс  блоком программного управлени . С выхода блока вычислени  погрешностей поступают значени  N и N, а также соответствующие им значени  относительной суммарной погрешности 5 и По выражению (1) можно определить отклонени  погрешности квантовани  в первой точке от допустимой и необходимое число интервалов дискретизации (N,):

K/N.- а - а; (2)

N,- N

- ifcAlNtN a(N,-Nj

(3)

где а - допустимое значение погрешности квантовани , задаваемого задат- чиком 19 граничного значени . Согласно приведенным вырадени м (2) и (З) реализована функциональна  схема (фиг.З).

Таким образом, предлагаемое изобретение позвол ет значительно уменьшить ошибки поверки первого и второго родов, вызванные вли нием неидеальности меры (погрешности квантовани  и дискретизации), т.е. уменьшает веро тность присвоени  повер емому прибору класса точности как в большую, так и в меньшую сторону, повысить производительность поверки путем определени  рабочего диапа51

зона частот и выбора ontHMajibHou частоты дискретизации (при этом снижаютс  временные затраты по первому такту работы), Кроме того, расшир ютс  функциональные возможности устройства поверки. С его помощью можно определить рабочий диапазон частот дискретизации дл  данной группы приборов и оценить возможность использовани  данного поверочного устройства дл  приборов заданного класса точности, а в случае невозможности использовани  путем экстрапол ции определить минимально возможную частоту дискретизации.

Claims (3)

1. Формула изобретени 

   Устройство поверки измерительных приборов переменного тока, содержа- щее коммутатор, управл ющий вход которого присоединен к первому выходу блока прогр аммного управлени , а его первый информационный вход подключен к выходу цифрового гене- ратора испытательных сигналов и через клеммы дл  подключени  повер емых измерительных приборов св зан с вторым входом коммутатора, и выход последнего через аналого-цифро- ври преобразователь соединен с входом блока вычислени  погрешностей, о тли чающе е с  тем, что, с целью повышени  точности и расширени  функциональных возможностей поверки, в него дополнительно введены блок формировани  режима дискретизации и гиперболический экстра- пол тор предела, причем четыре выхода блока вычислени  погрешностей св заны с соответствующими входами гиперболического экстрапол тора предела , оба выхода которого подключены к соответствуюпщм входам блока программного управлени , а второй вы-- ход последнего через блок формиро- вани  режима дискретизации подключен к управл ющему входу цифрового генератора испытательных сигналов.
2. 2. Устройство по п,1, о т л и - чающеес  тем, что блок формировани  режима дискретизации состоит из генератора импульсов с подключенным к его выходу счетчиком импульсов, выходы которого присоединены к первым входам соответствующих блоков совпадени , к вторым входам которых присоединены соответствующие выходы дешифратора, вход которого  вл етс  входом упом нутого блока , причем выходы блоков совпадени  подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу двоичного счетчика, а выходы двоичного счетчика  вл ютс  выходами блока форми- ч ровани  режима дискретизации.
3. 3. Устройство по п. 1, о .т л и - чающеес  тем, что гиперболический экстрапол тор предела содержит первый, второй и третий блоки вычитани  кодов, первый и второй перемножители, первый и второй блоки делени  и задатчик граничного значени  , причей первый и второй входы певого блока вычитани  кодов и первый второй входы второго блока вычитани  кодов  вл ютс  соответствующими входами гиперболического экстрапол тора предела, выход первого блока вычитаг ни  кодов присоединен к первому входу первого блока делени , первый вход первого блока вычитани  кодов дополнительно присоединен к первому входу первого перемножител , второй вход которого св зан о дыходом второго блока вычиtaни  кодов, выход которого подключен к второму .входу первого блока делени , вькод которого св зан с первым входом второго перемножител  и первым входом третьего блока вычитани  кодов, второй вход второго перемнож тел  соединен с вторым входом первого блока вычитани  кодов, а выход - с первым входом второго блока делени , выход которого  вл етс  вторым выходом гиперболического экстрапол тора предела, выход задатчика граничного значени  присоединен к второму входу третьего блока вычитани  кодов и второму входу второго блока делени , а выход третьего блока вычитани  кодов  вл етс  первым ВЫХОДОМ гиперболического экстрапол тора предела.

   fL

   Sf

   Л