SU1267264A1 - Способ измерени электрических и неэлектрических величин - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  использовани  в контрольно-измерительных комплексах, например, в аппаратуре проверки, измерителей виброперемецений . Целью изобретени   вл етс  повышение быстродействи  при однотипных измерени х. Устройство, реализующее способ, содержит колебательный LC-контур 1, образованный катушкой L и конденсатором С, преобразователь 2 тока колебательного контура, переключатель 3, контролируемый объект 4, который перемещаетс  на рассто ние ЛЬ в процессе эксплуатации. При измерении перемещени  устройство работает как измеритель виброперемещений объекта 4. Первые два такта провод т однократно и вьшолн ют р д измерений и расчетов, по формулам, приведенным в описании изобретени . В третьем такте масштабирзтот значение измер емой величины до равенства результатов (Л измерений во всех трех тактах и опреС дел ют значение измер емой величины из математического соотношени , приведенного в формуле изобретени . 1 ил. 5

Description

Изобретение относитс  к измери .тельной технике и предназначено дл  использовани  преимущественно в контрольно-измерительных комплексах,, на пример в аппаратуре поверки измерите лей виброперемещений. Цель изобретени  - повышение быст родействи  при однотипных измерени х Данный способ позвол ет измерить относительно быстропеременные процессы С высокой точностью, что позвол ет использовать его дл  измерени  таких параметров вибрирующих объектов, как виброперемещение, виброскорсЗсть и виброускорение. На чертеже представлено устрой ,ство, реализующее предлагаемый способ . Способ измерени  электрических и йеэлектрических величин заключаетс  в следующем, В первом такте фиксируют результа измерени  N, и значени  М, образцовой меры, формируемой с погрешностью 4М: . N, |(W, + iM) измерительным преобразователем с про извольной неизвестной функцией преоб разовани  (.). Во втором такте масштабируют значение MI образцовой меры, отличное о значени  М, и формируемое с погрешно -стьюдМ, до равенства результата измерени  Nj результату N, ; N,,i+uM)rN, и фиксируют значение масштабного коэффициента К мг в момент установлени равенства N Н, . Первый и второй такты измерени   вл ютс  градуировочными и провод тс однократно при однотипных измерени х В третьем такте масштабируют изме р емый параметр X до равенства результата измерени  К результату Nt : N,f(K,.x).N, и фиксируют значение масштабного коэффициента l X в момент установлени  равенства М И| . Реша  полученные уравнени : i(M4-uM KK«X) ((Kx-X) относительно X, получают: кд( Устройство, реализующее предлага емый способ, содержит колебательный контур 1, образованный выносной катушкой L и емкостью С , подключен ный к нему преобразователь 2 тока в напр жение (Jjj,, . Через переключатель 3 контур соединен с резисторами R1 и R2, измен ю1шми его добротность. Выносна  катушка L вихретокового преобразовател  устанавливаетс  на рассто нии hg от контролируемого объекта 4, который перемещаетс  на рассто ние ih в процессе эксплуатации. Устройство может работать в двух режимах: режиме 1 - измерение перемещени  режиме 2 - проверка вихретоковых измерителей виброперемещений. В режиме 1 устройство работает как измеритель виброперемещений объекта 4. В первом такте, проводимом однократно при однотипных измерени х, переключатель 3 перевод т в положение а. В этом случае в колебательный контур включен прецизионный резистор R1, значение которого св зано с выходным напр жением U , вихретокового преобразовател  соотношением: .- f (---), вых. макс 0,74 А : J..... ч1 « 1 Ь 1 - периметр катушки L; (О - резонансна  частота контура Г, J - удельна  электрическа  проводимость материала объекта 4i )j - магнитна  проницаемость зазора h, а функци  f(,) лишь в простейшем случае может быть аппроксимирована показательной функцией или эллиптическими интегралами второго рода. Выходное напр жение U g j вихретокового преобразовател  фиксируют и получают , и выJt. 1 результат измерени ми . 6Ь1Х. макс Далее переключатель 3 перевод т в положение б и подключают к колебательному контуру 1 резистор R2, больший по номиналу резистора R1. Враща  движок резистора R2, устанавливают выходное напр жение Ugtxx.t Равное , фиксируют угол поворота движка резистора R2, т.е. масштабный коэффициент К, при котором устанавливаетс  равенство Ugb.., Ueb.x.z что соответствует уравнению: i (-Б1). iiJSjLLl вм. макс JljJL LL вых. «акс 31 Второй такт также  вл етс  градуи ровочным и проводитс  однократно при однотипных измерени х, например раз в несколько недель или мес цев. В третьем такте, проводимом непре рывно при измерени х перемещени  h объекта 4 относительно неподвижной ка тушкиЬ вихретокового преобразовател  переключатель 3 находитс  в положении б, а резистор R2 регулируют до равенства U,, ; , соответствует уравнению: .. с / «Р.2ч „ N, f(--r-) N, WOfC /fs: i: и фиксируют угол поворота движка резистора R2, т.е. масштабный коэффици ент К . Из полученных уравнений следует, что: f(-51) friSR2x i; Sh/

или

,R2 R1

R2

К

h, ho h/к;(

Следовательно:

. RK

IЛ7 f T/ 4 n 1

R2

К(1 - К)

Из последнего выражени  следует, что результат измерени  относительного измерени  зазора () не зависит ни от материала объекта 4, ни от функции преобразовани  f(.) вихретоконого преобразовател , ни от ее нестабильности в процессе эксплуатации, ни от абсолютного ухода используемых в качестве меры резисторов R1 и R2 и их номиналов, а определ етс  лишь соотношением углов поворота резистора R2, проградуированного в перемещени х при установлении равенства выходного напр жени  U g, во всех трех измерительных тактах.

В режиме 2 резисторы R1 и R2 с переключателем 3 используютс  как мера перемещени , что позвол ет проводить поверку приборов без извлечени  катушки L из корпуса энергетических и газоперекачивающих установок.

h Ь„

К,

R1

-

) n -If

R2

0 0 f

или эквивалентному ему равенству:

hjL Kj.

V

о где h.

требуемый начальный зазор при установке датчика (катушки L) на объекте; К - известный и соответствующий зазору Ьд угол поворота ре0 зистора R2, т.е. измен   К (угол поворота резистора R2) относительно заданного К,,, Можно снимать показани  измерител  перемещений

5

ho I,

X к X

о

определ   правильность установки датчика на объекте по равенству и К, а также погрешности измерени  по откло0 нению показаний прибора от величины

(при -1 ), т.е. несоответствие

К

R.O

показаний прибора углу поворота рёзи55 стора R2.

Как и при измерении перемещений, погрешность поверки не зависит от материала объекта 4,.от структуры изме4 Поверка вихретоковых измерителей перемещений осуществл етс  в три такта , два первых из которых  вл ютс  градуировочными, провод тс  однократно , и по ним определ етс  правильность установки датчика перемещений (выносной катушки L) на объекте, а затем поверка аппаратуры в диапазоне измерени  перемещений. В первом такте переключатель 3 став т в положение и фиксируют показани  прибора N, : --fs:)затем переключатель 3 перевод т в положение б и измен ют положение движка потенциометра R2 до равенства показани  NJ во втором такте показинию Tf R N,f() -Я, и фиксируют угол поворота резистора R2, т.е. коэффициент передачи К. Таким образом, в первых двух тактах производ т градуировку переменного резистора R2 по прецизионному резистору R1. . В последующих тактах поверку провод т по уравнению:

ригел  и от абсолютного ухода номиналов резисторов R1 и R2, а определ етс  лишь соотношением углов поворота резистора R2, проградуированного в перемещени х.

Анализ соотношени , из которого определ ют искомую величину исследуемого параметра X , и приведенные примеры реализации предложенного способа показывает, .что итоговый результат измерени  параметров вибрации не зависит от вида неизвестной деформации и нестабильности функции преобразовани  измерительного преобразовател  и от систематической погрешности меры , в качестве которой прин то соотношение углов поворота движка переменного резистора. Врем  измерени , благодар  однократному проведению первых двух тактов измерени  значительно уменьшаетс , что нар ду с повьпиением точности в результате уменьшени  динамической погрешности обеспечивает расширение возможного класса измер емых величин.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  электрических и неэлектрических величин, основанный на проведении измерений в несколько тактов, в первом из которых измер ют значение образцовой меры М,, во втором масштабируют значение образцовой меры Mj до равенства результатов измерений указанных мер и фиксируют значение масштабного коэффициента KU, отличающийс  тем, что, с целью повьшгени  быстродействи  при однотипных измерени х, первые два

   такта провод т однократно, а в третьем такте масштабируют значение измер емой величины )f до равенства результатов измерений во всех трех тактах , при этом фиксируют значение масштабного коэффициента К, а значение измер емой величины X определ ют из соотношени :

   к/и.

   х

   (л,.-м,)

   Кх(-Км21