Способ комплексирования измерений

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1) 4 б 01 Р 2/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР726427, кл. б 01 Р 21/02, 18.10.78,(54) СПОСОБ КОМПЛЕКСИРОВАНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ(57) Изобретение относится к измерительной технике и может быть применено в информационно-измерительных системах. Цель изобретения - повышение точности измерений. Для этого, используя результаты преобразования эталонных и нулевого сигналов, определяют величины поправок, которые надо вносить в результаты измерений каж 801278582 дого преобразователя 4, и определяют результаты измерения каждого преобразователя 4 с учетом поправок. Вычисляют среднее из скорректированных с учетом поправок результатов измерения входных величин и определяют отклонения от среднего из результатов измерения каждого преобразователя 4. Если показания канала отличаются от среднего более допустимой величины, то результат измерения данного канала исключают и находят среднее арифметическое из оставшихся результатов, которое берется в качестве результата преобразования. Выполнение этих операций обеспечивается вычислительным устройством 6. При исключении из результатов показаний одного из датчиков 1 или преобразователей 4 осушествляют изменения циклограммы подключения пре- Е образователей 4 к датчикам 1, в результате чего датчик или канал исключают из использования. 2 ил.С:Изобретение относится к измерительнойтехнике, может найти применение в информационно-измерительных системах и является усовершенствованием изобретения по авт.св.726427.Цель изобретения - повышение точности измерений при том же времени измерений.На фиг. 1 изображена схема для реализации предлагаемого способа; на фиг. 2 -временные диаграммы.Предлагаемый способ может быть реализован с помощью устройства, содержащегодатчики 1 входных величин, источники 2эталонных и нулевого сигналов, коммутирующее устройство 3, преобразователи 4 информации, устройство 5 накопления информации, вычислительное устройство 6, логическое устройство 7 управления коммутатором. Дополнительно к этому в предлагаемомспособе введены дифференцирующее устройство 8 и схемы 9 сравнения.Для применения предлагаемого способанадо до начала измерения знать закон соответствия между входными величинами имаксимально допустимые скорости ихизменения, В измерительных системах, преждевсего предназначенных для испытаний сложных объектов и научного эксперимента, 25часто на основе изучения физической природы объекта или его математической модели может быть априорно до начала измерений установлен закон соответствия в видефункциональной связи между измеряемымивеличинами, которую можно описать математически следующим образом:1(хьх 2х.) = О, (1)где х 1, х 2, , х - измеряемые величины;1( ) - некоторая элементарнаяфункция.Причем функциональная связь можетносить как точный, так и приблизительный нечеткий характер.Пример 1. При измерении расхода вещества в различных трубопроводах, сходящихся в один общий, имеют Я 1+Я 2 40+Яд == Я, где Яь Я.,Я - измеряемыерасходы вещества в каждом трубопроводе,Я - измеряемый расход в общем трубопроводе, Данное соотношение может выполняться не точно, а приблизительно вследствие неконтролируемых утечек вещества.Пример 2. При угловых измерениях вмногоугольнике выполняетсяа + а 2++ а 1 = (и - 2) и,где аь а 2, , а - измеряемые углы;п - количество углов.50Аналогичные соотношения могут быть установлены, например, при измерениях полейрегулярных функций различных физических параметров (давлений, температур).Вид функциональной связи может бытьопределен следу югцими способами: статистической обработкой результатов предыдущих испытаний данного объекта, обработкой результатов испытаний аналогичных об ьектов и моделей даного объекта, а также построением математической или имитационной модели исследуемого объекта или явления.Максимально допустимая скорость изменения входных величин определяется инерционностью объекта измерений и может быть установлена на основе изучения объекта испытаний или эксперимента, а также взаимодействия датчика с объектом измерений.Согласно известному способу подключают преобразователи 4 информации к входным датчикам 1, источникам 2 эталонных и нулевого сигналов и осуществляют измерения входных величин, эталонных и нулевого сигналов. Полученную информацию запоминают в устройстве 5 накопления информации, Преобразователи информации подключают к входным датчикам 1, источникам 2 эталонных и нулевого сигналов в другой последовательности. Осуществляют повторные измерения входных величин, эталонных и нулевого сигналов при этом подключении датчиков, запоминая полученную информацию в устройстве 5 накопления. Повторяют указанные операции до тех пор, пока все преобразователи 4 не подключены к каждому входному датчику 1.Одновременно с производством измерений дополнитедльно по отношению к известному способу сигналы с выходов датчиков 1 (фиг, 2 а) дифференцируют. Сигналы с выходов дифференцирующих устройств 8 (фиг. 2 б) подают на схемы 9 сравнения, на другой вход которых подают сигналы, соответствующие величине максимальной скорости изменения входных величин (фиг. 2 в). Если за время измерений сигнал на входе схемы 9 сравнения не превышает установленного уровня, то это свидетельствет об отсутствии ошибок измерений соответствующих датчиков 1. При отсутствии ошибок в датчиках 1 осуществляют обработку результатов измерений согласно известному способу.Если сигнал на входе схемы 9 сравнения превышает априорно установленную границу (фиг, 2 г), то это свидетельствует об ошибках измерения соответствующего датчика 1. В этом случае результаты измерений данного датчика исключают из процесса дальнейшей обработки, а сам датчик исключают из процесса подключения к преобразователям 4. Исключение отказавшего датчика из процесса измерений и полученных с него результатов из процесса обработки для получения оценок измеряемых величин позволяет повысить точность измерений. Для исключения отказавшего датчика 1 из процесса измерений номер отказавшего датчика передается в логическое устройство 7 управления коммутатором, которое производит изме. нение циклограммы подключения преобразователей 4 к датчикам 1.1278582 формула изобретения Составитеть 1.,1 аиьков Редактор М. Бааиар охре И. Версс корректор 11. Мскд Заказ 6819134 ирдкк 705 1 оапиеиое ВНИИ 11 И Госглдрс гвеииого кои итс та (:С.с;Р ио еиае и юоретс ив 11 и открыт ий 113035, Моски, Ж - 35, Ра 1 гиелая иаоь Ч 5 И)оизвоаетвеино-по,играфииескос прсссприя".ие, г.ккгоп,ьь 11 роекгиая, 43После производства измерений по известному способу, используя результаты преобразования эталонных и нулевого сигналов, определяют величины поправок, которые надо вносить в результаты измерений каждого преобразователя 4, и определяют результаты измерения каждого преобразователя с учетом поправок. Вычисляют среднее значеие из скорректированных с учетом поправок результатов измерения входных величин и определяют отклонения от сред О него значения из результатов измерения каждого преобразователя. Если показания канала отличаются от среднего более допустимой величины, то результат измерения данного канала исключают и находят среднее арифметическое из оставшихся результатов. Это среднее берется в качестве результата преобразования. Выполнение этих операций обеспечивается устройством 6.В случае исключения из результатов показаний одного из датчиков или преобразователей осуществляют изменение циклограммы подключения преобразователей 4 к датчикам 1, в результате чего неисправный датчик или канал исключается из использования.Применение предлагаемого способа воз можно также, когда имеется априорная информация о максимально допустимой скорости изменения не всех, а только части входных величин.Предлагаемый способ позволяет обнаруживать ошибки измерений во всех датчиках, о которых имеется априорная информация, и исправлять ошибкн измерений (восстанавливать значение измеряемой величины), если ошибка произошла в одном из датчиков. Следует отметить, что вероятность возникновения ошибки одновременно35 в двух и более датчиках значительно меньше, чем вероятность ошибки одного датчика, и ею можно пренебречь. Однако, если в общем случае априорно известно п различных законов соответствия вида формулы (1) между измеряемыми величинами, то путем ренения этой системы уравнений можно исправить ошибки измерений (восстановить значение измеряемой величины) и датчиков,Применение предлагаемого способа позволяет повысить точность измерений по сравнению с известным благодаря обнаружению и исправлению ошибок измерений датчиков. Причем его применение практически не увеличивает время измерений, так как обнаружение ошибки измерений производится одновременно с производством измерений, а время вычислительных операций по исправлению ошибки измерений пренебрежимо мало по сравнению с временем измерений. Способ комплексирования измерений по авт. св.726427, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, одновременно с процессом измерений сигналы с выхода каждого датчика дифференцируют, результаты дифференцирования сравнивают с априорно установленной максимальной скоростью изменения входной величины и в случае превышения сигналом этого уровня соответствующий датчик исключают из процесса измерений, а полученные с него результаты - из процесса вычислений, при этом значение соответствующей величинь восстанавливают на основе априорно известных законов соответствия между входными величинами.