SU1357852A1 - Способ определени физических величин - Google Patents

Abstract

Изобретени е позвол ет повысить точность измерени  различных физических величин. Устройство, реализующее способ, содержит переключатели 1 и 2, источники 3 и 4 измер емой и тестовой физических величин, источник 9 физической величины, датчик 5 физической величины, вычислительный блок 6, индикатор 7, автомат 8 управлени  и управл емый делитель 10. Реализаци  способа позвол ет получить код измер емой физической величины, свободный от мультипликативной и нелинейной погрешностей датчика 5. 1 ил. а 5S (Л с со СП j 00 ел ГчЭ

Description

13578522

Изобретение относитс  к измеритель- у k(X+a У +ч Х + +- ) ной технике и может быть использовано °.Р (2) дй  измерени  различных физических , команде автомата 8 управлени  (как электрических, так и неэлектри- датчика 5 поступают последо- ческих) величин в широком диапазонееательно с выхода источника 9 k раз- значений с повьшленной точностью.пичнык значений измер емой физичесЦель изобретени  - повышение точ- „ , На выходе датчика 5

кости измерени  за счет исключени получают k значенРш посто нного напогрешности нелинейности.юпр жени , которые преобразуютс  анаНа чертеже приведена структурна лого-цифровым преобразователем, вхосхема устройства дл  реализации , датчика 5, в значени 

способа измерени  физических величин.цифрового кода X, Д.,...,Х,/ Эти

Устройство содержит переключатели ввод тс  в пам ть блока 6. Исхо1 и 2,.источник 3 измер емой физичес- 15д соотношени  (2), получают k

кой величины, источник 4 тестовойуравнений, св зывающих значени  физифизическ .ой величины, датчик 5 физиче- ой величины на входе датчика 5

ской величины, вычислительньй блок 6, значени ми посто нного напр жени  индикатор 7, автомат 8 управлени , дополнительный источник 9 физической 20 .

величины, управл емый делитель 10,

причем источники 3 и 4 соединены t k(.X,+a,X +...+арХ );

с входами переключател  1, выход ко- ....,,, , (З)

торого соединен с первым входом пере- о р+,

ключател  2, второй вход переключате- 25 -к к +...+арЛ ), л  2 через управл емый делитель 10

соединен с-выходом дополнительного П° команде автомата 8 делитель

источника 9, выход переключател  2 устанавливаетс  в положение, при

через последовательно соединенныекотором его коэффициент делени  равен

датчик 5 и вычислительньй блок 6 . На выходе источника 9 последова соединен с входом индикатора 7, авто- но устанавливаютс  k значений

мат 8 соединен с вычислительным бло- измер емой физической величины, а на

ком 6, переключател ми 1 и 2, допол-s °« датчика 5 эти значени  физичеснительным источником 9 и управл емым ° величины поступают уменьшенные

делителем 10.в М раз. На выходе датчика 5 имеем

Устройство работает следующим об- - значений посто нного напр жени ,

„„„,которые преобразуютс  аналого-цифро- рз.3ом в

вым преобразователем, вход щим в

Автомат 8 управлени  устанавливает. датчика 5, в цифровой код X,; ,

переключатель 2 в положение Ц , де-х,.,., Х. Данные цифровые коды

литель 10 в положение, при котором 40 хран тс  в пам ти блока

его коэффициент делени  равен едини-g Исхо   из уравнени  (2), име  реце . В этом случае на вход датчика 5зультаты измерение посто нного напр поступают значени  измер емой физичес-.., получают k уравне 1Й вида кой величины с выхода источника 9. Градуировочна  характеристика датчика 45 Y, -. f Y х л. .

;-;- - , Т-а Л, Т . . . Га /L 1,

5 имеет следующий вид: .М , г

Y + f(x) ,(1)

где k - крутизна датчика 5;,„„..,....,... о, . . : . 4.)

f(X) - нелинейность градуировочной (-., у - -г - р-и

характеристики датчика 5; м « .pXj, , Y - измер ема  физическа  величина;Поделив уравнени  систем, (З) на

X - значение цифрового кода вы-соответствующие уравнени  системы

ходного сигнала датчика (А), получаю систему из k уравнений Представим нелинейность f(X) в с (р+1 ) неизвестными: М, а,, а, ...,

виде полинома степени (р+1).Зд

, r,

)+...+A (MX, -X,

,,P

Реша  систему (5), вычислительный бло-к 6 находит значени  коэффициентов А,,А2,...,Ар и хранит их в своей оперативной пам ти.

Затем по команде автомата 8 переключатель 2 переводитс  в положение I , а переключатель 1 в положение II При этом на вход датчика 5 поступает тестова  (эталонна ) физическа  веJO

чение измер емой физической величины по формуле

у . 1о

X

о

,Х

.г

+ АрХ

.pti

+ АрХ:

-.(8)

личина Y. . На выходе датчика 5 имеем

)5 Определенное значение измер емой физической величины выводитс  на индикатор 7.

Таким образом, способ измерени  физических величин позвол ет получать посто нное напр жение, которое преоб-2л код измер емой физической величины разуетс  аналого-цифровым преобразо- . свободный от мультипликативной и не- вателем, вход щим в состав датчика линейной погрешностей датчика 5. 5, в цифровой код Хд, который вводит- Форм.ула изобретени  СИ в пам ть блока 6. Исход  из урав- Способ определени  физических нени  (2) Уд и Хд св заны следующими25 величин, заключающийс  в том, что соотношением:преобразуют в посто нное напр жение

о измер емую Y и тестовую Yg физические 6) величины, измер ют значени  соответствующего посто нного напр жени  X Использу  найденные ранее значени зо иХ, отличающийс  тем; коэффициентов , с помощью вычис- что, с целью повьшени  точности изме- лительного блока 6 из уравнени  (6) наход т значение крутизны датчика 5 по формуле

YO k(,X +...+АрХ

P4-I О

рени , преобразуют k различных значений измер емой физической величины в соответствующие посто нные напр жени 

- YO

х;

1

ГУ

+ А,Х,

-,-,-,.). (7)

По команде автомата 8 переключа- измен ют k значений измер емой физи- тель 1 переводитс  в положение 1, ческой величины в М раз (при М I), при котором на вход датчика 5 посту- Q преобразуют измененные значени  физи- пает измер ема  физическа  величина Y. На выходе датчика 5 получают цифровой код X, который вводитс  в пам ть блока 6. Блок 6, использу  определенные ранее значени  крутизны k 45 результаты измерений X, уХ ,,.. ,Х, и коэфс ициентов полинома нелинейности а измер емую физическую величину Y датчика 5 А,,...,Ар, определ ет значеской величины в соответствующие посто нные напр жени  с последующим измерением соответствующих значений посто нного напр жени , запоминают

определ ют из соотношени 

Y -(X + А, Х +

где р k-1; А, ..., Ар - коэффициенты , значени  которых определ ют, использу  2k результатов измерений

, r,

)+...+A (MX, -X,

,,P-ti

JO

чение измер емой физической величины по формуле

. 1о

X

о

,Х

.г

+ АрХ

.pti

+ АрХ:

-.(8)

измер емую Y и тестовую Yg физические величины, измер ют значени  соответствующего посто нного напр жени  X иХ, отличающийс  тем; что, с целью повьшени  точности изме-

рени , преобразуют k различных значений измер емой физической величины в соответствующие посто нные напр жени 

измер ют k соответствующих значений посто нного напр жени , запоминают результаты измерений X,, X

l

X

измен ют k значений измер емой физи- ческой величины в М раз (при М I), преобразуют измененные значени  физи- результаты измерений X, уХ ,,.. ,Х, а измер емую физическую величину Y

ческой величины в соответствующие посто нные напр жени  с последующим измерением соответствующих значений посто нного напр жени , запоминают

измен ют k значений измер  ческой величины в М раз (п преобразуют измененные зна результаты измерений X, уХ а измер емую физическую ве

определ ют из соотношени 

АрХ

р+1

)/(

+ А,Х,

+ АрХ,

посто нного напр жени  X,, Х,..., Х , X,, Х, .,., Х|, реша  систему уравнений вида

1357852

X, MX, + А,(МХ - Х ) + ...+ Ар(мх7 - ):

Xj-i MXj + A,(MXJ - X ) + ... (Ap( - Xj );.

Хц MX + Aj(MX - ) + ... Ap) - ).

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ определения физических величин, заключающийся в том, что преобразуют в постоянное напряжение измеряемую Y и тестовую Υ_§ физические величины, измеряют значения соответствующего постоянного напряжения X и Х₆, отличающийся тем; что, с целью повышения точности измерения, преобразуют к различных значений измеряемой физической величины в соответствующие постоянные напряжения^ измеряют к соответствующих значений постоянного напряжения, запоминают результаты измерений X,, Х₂, .Х_к, изменяют к значений измеряемой физической величины в М раз (при М = 1), преобразуют измененные значения физической 'величины в соответствующие постоянные напряжения с последующим измерением соответствующих значений постоянного напряжения, запоминают результаты измерений X, ,Х₂,...,Х_К, а измеряемую физическую величину Υ датчика 5 А₍,...,А_р, определяет знаγ = |?l(x + А, X² + ... + А_рХ^Р+1 определяют из соотношения )/(1 + А₍Х₀ + ... + А_рХ₀ ), где р έ k-1; А₍, ..., А_р - коэффициенты, значения которых определяют, используя 2к результатов измерений постоянного напряжения Х₍, Х₂,..., Χ·_κ, X,, Х₂, Х_к, решая систему уравнений вида ^э 1357852 ^b х, = мх, + а,(мх* - x* ) + ... + a_p(mx^f;’ - x₍ ^p+' );

   X^- MX₂ + AjMxJ - X* ) + ... (A_p(MX₄ ^P+< - xf

   .................................

   X_k = MX_K + A,(MX* - X* ) + ... A_p)MX^P+’ - xV' ).