SU1347024A1 - Способ измерени электрических и неэлектрических величин - Google Patents

Abstract

Изобретение предназначено дл  повышени  точности измерени  за счет исключени  погрешности от нелинейности . Измер емую и эталонную величины преобразуют и регистрируют результат преобразовани . Кроме того, осуществл ют преобразование К различных значений вспомогательной измер емой величины. Результаты соответствующих преобразований запоминают и провод т преобразование К указанных значений вспомогательной измер емой величины в сумме с измер емой величиной. Результаты соответствующих преобразований вновь запоминают и провод т преобразование эталонного значени  измер емой величины, которое так же запоминают . Значение измер емой величины определ ют по формуле, приведенной в тексте описани . 1 ил . о

Description

1

Изобретение относитс  к измерительной технике и может быть использовано дл  создани  измерительных систем с повышенной точностью.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  за счет исключени  погрешности от нелинейности,

Проведение дополнительно двух пре образований, заключающихс  в том, ,что преобразуют К различных значений вспомогательной измер емой величины, запоминают результаты соответствуюY , Y В - /П +

-хТ

с,х„

где М К,

а величина В и коэффициенты Су,

позвол ет определ ть с высокой точ- нос-тью значени  измер емых электрической и неэлектрической величин, использу  дл  этого сумматор, переключатель , источник эталонной измер е МОЙ величины, источник вспомогательной измер емой величины, системный интерфейсный блок,устройство обработки результатов измерений, индикатор, триггер, клемму,Пуск, кварцевый генератор, делитель частоты элемент И, кольцевой делитель частоты, дешифратор.

На чертеже приведена структурна  схема устройства дл  реализации способа измерени  электрических и неэлектрических величин.

Устройство, реализующее способ, содержит преобразователь 1 измер емой величины в посто нное напр жение обратный преобразователь 2, входной зажим 3, блок 4 сравнени , аналого- цифровой преобразователь 5, ключи 6 и 7, сумматор 8, переключатель 9, источник 10 эталонной измер емой величины , источник 11 вспомогательной измер емой физической величины,системный интерфейсный блок 12, блок 13 обработки результатов измерений,индикатор 14, триггер 15, клемму К Пуск, кварцевый генератор 17, элемент И 18j делитель 19 частоты,кольцевой делитель 20 частоты, дещифра470242

щих преобразований X X

X,

1 -23

, , провод т преобразование К указанных значений вспомогательной измер емой величины в сумме с измер емой величиной, запоминают результаты соответствующих преобразований

провод т преобра 12

10

зование эталонного значени  Y измео

р емой величины, запоминают результат преобразовани  определ ют значени  измер емой величины Y по формуле

с,х„

с х),

гл г f

, , . ,С определ ютс  из системы линейных уравнений вида

М + 1М + 1

- СЛХ,„ - X,, )5

12

Mfl

M(XIK+I

М+1 2К+1

),

тор 21, причем зажи1-1 3, через ключ 6 соединен с первым входом сумматора В, второй вход которого через ключ 7

30 соединен с выходом переключател  9, первый вход последнего соединен с ис- .точником 10, а вт орой его вход - с источником 11, выход сумматора 8 через последовательно соединенные блок

35 4 сравнени , преобразователи 1 и 5, блоки 12 и 13 соединен с индикатором 14, выход преобразовател  1 через преобразователь 2 соединен с вторым входом блока 4 сравнени , выход гене40 ратора 17 через последовательно соединенные элемент И 18, делитель 19 и 20 соединен с дешифратором 21, св занным с ключами 6 и 7, переключателем 9, источником 11, блоком-12 и ну45 левым входом триггера 15, выход которого соединен с вторым входом элемента И 18, единичный вход триггера 3 св зан с клеммой 16„

Устройство, реализуюш.ее способ,

50 работает следующим образом.

При поступлении импульса Пуск на клемму 16, св занную с единичным входом триггера 155 на единичном выходе последнего устанавливаетс  1,

55 котора  поступает на второй вход

элемента И 18, при импульсы частотой следовани  f с выхода генератора 17 поступают на вход делител  19, с выхода которого на вход дели3Л347024

тел  20 поступают импульсы с частотой

следовани  2 Гц. Дешифратор 21 формирует управл ющие сигналы. Первый импульс с вьрсода делител  19 устанавливает ключ 6 в разомкнутое, а ключ 7 в замкнутое положени , переключатель - в положение II,на выходе источника I1 устанавливаетс  значение измер емой величины Y , которое поступает на первый вход блока 4. На выходе преобразовател  5 имеетс  значение цифрового кода Х,, соответствующего скомпенсированной величине Yj . Зави23

симость между значением цифрового ко- 15 ной величине Y. По команде четверто- да X на выходе преобразовател  5 и го импульса код „ значением измер емой величины Y на

соответствующий скомпенсирован- еличине Y. Пс го импульса код X

вводитс  через блок 12 3 пам ть блока I3.

первом входе блока 4 сравнени  имеет, с учетом нелинейности преобразовате;лей 1 и 2, их мультипликативной пог- решности, вид

Y S (X + F(X)), (О,

где S - крутизна преобразовани ;

F(X) - нелинейность преобразовани . 25 Х,X

.7 ,х;,

S(X

а.к+1+ +

(2К+1) импульс делител  19 устанавливает ключ 6 в замкнутое положение , а на выходе источника II - значение измер емой величины Y . .В этом случае на вход блока 4 сравнени  поступает значение измер емой величины (У + Y). На выходе преобрзовател  5 имеетс  цифровой код Х, соответствующий скомпенсированной

величине (Y, + Y) . По команде (2К+2 импульса код Х, вводитс  в пам ть блока 13 через блок 12,

С приходом 4К импульса в пам ти блока 13 накапливаетс  ТС значений кодов X,j ,. . . ,Х,. . По команде Y S(X,,

+ С X

11

Y, + Y S(X,-b С,Х

Y« + Y S(X

1К.-И

Вычита  из уравнений системы (4) соответствующие уравнени  системы (3), полага  первое уравнение систе

X В - С X - .

- с X

м 11

М

(,а -V -С, -X

(X,

- X 1С41 ) - В-С , (X

1К -и

Представим нелинейность преобразо

вани  F(X) в виде полинома степени М+

Y S(X -f- С Х +..;+ С ).

1М

(2)

С приходом второго импульса с выхода делител  19 код Xj, вводитс  через блок 12 в пам ть блока 13. Третий импульс устанавливает на выходе источника 11 значение измер емой физической величины Y,j. На выходе преобразовател  5 имеетс  цифровой код

23

ной величине Y. По команде четверто- го импульса код „

соответствующий скомпенсирован- еличине Y. Пс го импульса код X

вводитс  через блок 12 3 пам ть блока I3.

С приходом 2К импульса в пам ти блока 13 накапливаетс  К значений кодов Х,

соответствующих К

выходным значени м источника 11. Значени  Y ,Y,j, .., ,Y, измер емой величины св заны согласно соотношению (2) со значени ми цифрового кода

OKI- 1

уравнени ми

+.

-SC );

(3)

I .

(4К+1) импульса ключ 7 переводитс 

в разомкнутое положение, при этом на вход блока 4 поступает измер ема  величина Y. На выходе преобразовате- л  5 получают цифровой код Х, , соответствующий скомпенсированной величине Y. (4К+2) импульс с выхода делител  19 посредством дешифратора 21 вводит через блок 12 код X в па-

м ть блока 13.

Значени  Y, (Y, + Y)(Y + Y)

измер емой величины св заны согласно соотношению (2) с цифровыми кодами

5 Х,, X,,, ,...,Х, уравнени ми

. + С Х

);

С., .

(А)

+ С,Х,к.1 +

)

мы (3) нулевым, получают систему

линейных да

уравнений

ви1

М + 1 .

- X

iK-t

где В ---.

С приходом (4К+3) импульса с выхода делител  19 по комавде дешифратора 21 блок 13 решает систему (5), определ ет коэффициент С , . . . ,С и значение величины В, После оконна- ни  процесса-вычислений с приходом (4К+10) импульса переключатель 9 пе s(x, +

с приходом (4К+11) импульса код вводитс  в пам ть блока 13,

Y В ---- /(1 + -ь ... н- ). (7)

(4К-+-12) импульс дает команду блоку 13 на вычисление измер емой величины Y по формуле (7) j использу  определенные ранее коэффициенты С iC,,,,,C, величину В, значение этало нной величины Y и результат компенсации X . После окончани  процесса вычислений (с приходом (4К+17) импульса) значение измер емой величины Y индицируетс  на индикаторе ,14, При поступлении (4К+18) импульса дешифратор 21 посьшает на нулевой вход триггера 15 логическую единицу, триггер переводитс  в нулевое положениер при этом на вход элемента И 18 поступает логический ноль. Импульсы с выхода генератора 17 не поступают на вход делител  19, и процесс измерени  заканчиваетс .

Таким образом, предлагаемый способ позвол ет получать код измер емой величины , свободной от мультипликативной и нелинейной погрешности преобразователей 1,2 и 5.

Y Y В --- /(1 +

где М К,

а величину В и коэффициенты С,

реводитс  в положение I, а ключ 6 размыкаетс . В этом случае на вход системы (4) поступает эталонное зна-.

чение Yjj измер емой величины с выхода источника 10. На выходе преобразовател  5 имеетс  код Х, соответствующий скомпенсированной величине Y . Исход  из уравнени  (2) У и Х

св заны соотношением

-с„хГ )

(6)

15

Измер ема  величина Y определ етс  из соотношени  (6), учитыва  вве- обозначени , по формуле

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ измерени  электрических и неэлектрических величин, заключающийс  в том, что преобразуют измер емую величину Y и регистрируют результат преобразовани  Х , преобразуют эталонную величину Xs ч регистрируют результат преобразовани  Х, определ ют коэффициенты градуировочной характеристики преобразовани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности измерений за счет исключени  погрешности от нелинейнос

   ти, провод т преобразование К различных значений вспомогательной измер емой величины, запоминают результаты соответствующих преобразований Х,,

   23 ) провод т преобразование К значений вспомогательной измер емой величины в сумме с измер емой величиной запоминает результаты соответствующих преобразований Х, , Х , . . . , , 5 а значение измер емой величины Y определ ют по формуле

   с .н- ... + сХ)

   50

   С ,, „ . , С определ ют из системы линейных уравнений вида

   Г-И-1

   - Sl(..

   М V1

   х„ );

   - X

   ак-и

   м ((t 1

   2«.-Ч