Способ измерения физических величин

(5)5 Й 01 й 19 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬОТВ ОР СКОМУ(21) 42644 (22) 01.04 прия нов томатическаяизмерительныхстандартов,нцип инва нои технике рис. 1-8 б,ИЗИЧЕС на блок-схемаа ии и е лагаеГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТпО изОБРетениям и ОтнРытиямПРИ ГКНТ СССР 88/24-21(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ. ФВЕЛИЧИН 57) Изобретение относится к измериельной технике. Цель изобретения -овышение помехозащищенности измереия, Способ заключается в том, чтодновременно преобразуют основную Изобретение относится к измерительной технике и может быть испачьэовано при измеренииразличных Физических величин в условиях искажающего влияния побочных Физических величин (возмущений), вызывающих аддитивную погрешность в выходном сигнале преобразователя основной фи-зической величины,1 ель изобретения - повышение помехозащищенности измерения за счет подавления аддитивной помехи, обус. ловленной влиянием побочной Физической величины на преобразователь из-меряемой Физической величины.,80159774 2физическую величину и побочную Физическую величину, Формируют из преобразованной Физической величины сигнал компенсации, получают результирующий сигнал путем суммирования преобразованной основной Физической величины с сигналом компенсации, Функционально преобразуют результирующий сигнали преобразованную побочную Физическую величину, измеряют результирующий сигнал. Усиление сигнала компенсации с коэффициентом усиления, зависящим от результата Функционального преобразования, которое производят путем определения корреляционного момента Функциональ-но преобразуемых сигналов, обеспечивает подавление аддитивной помехи, обусловленной влиянием побочной Физической величины на преобразователь основной Физической величины. 1 ил. На чертеже приведеустройства для реализ ц р д мого способа.Устройство содержит основной и вспомогательный измерителвные преобразователи 1 и 2, входы которых являются входами основной и побочной 1физических величин соответственно. Выход преобразователя 2 через после довательно соединенные преобразователь 3 сигнала побочной величины и усилитель 4 с.регулируемым коэФФициентом усиления подключен к второму входу сумматора 5, первый вход которого соединен с выходом преобразова 1597740теля 1, а выход - с выходом устройства и вторым входом коррелятора 6,первый вход которого подключен квыходу преобразователя 3, а выход -к,управляющему входу усилителя 4,Работу способа рассмотрим напримере работы устройства.Выходной сигнал 0(с) измерительного преобразователя 1, содержащийполезную составляющую 0,(С) и аддитивную помеху Ау(с), обусловленнуювлиянием побочнбй величины у(с), (Аоператорсвязи сигнала помехи с побочной величиной у(с, подают на сум 15матор 5, куда одновременно подаютсигнал компенсации погрешности., Дляполучения сигнала компенсации выходной сигнал измерительного преобразователя 2 преобразуют в преобразователе 3: так, чтобы сигнал Б(с) навыходе преобразователя 3 по Аормебыл идентичен сигналу помехи Ау(С).Вид и масштаб зависимости погрешности измерения основной Аизическойвеличины от побочной величины определяют теоретически или экспериментально на основе исследования механизма влияния побочной величины у(С)на выходной сигнал У(с).30Если зависимость погрешности отпобочной величины носит характерпрямой пропорциональности с действительным коэфАициентомо(Ау(с) -+. с у(ст.е. 11(с) = П(с) + а(у(С), (1)выходной сигнал преобразователя 3имеет видц(с) = р.у(с) (2)где р - также некоторая дейстннтель 40ная величина,Сигнал компенсации погрешностиформируют из преобразованного сигнала11(С) побочной величины путем усиления сигнала 0(с) н усилителе 4.45При этом коэААициент усиления К выбирается таким образом, чтобы выполнялось соотношениеКр= . (3)Полученный на ныходе усилителясигнал компенсации К р.у(С) вычитают50на сумматоре 5 из выходного сигналапреобразователя 1. После этого результирующий сигнал имеет видБ (с) = Б,(с) + (о - Кр) у(с) (4)При выполнении условия. (3) осущест вляется точная компенсация аддитивной погрешности присутствующей в.выходном сигнале 11(С) основного преобразователя 1 и обусловленной влиянием побочной величины у(с), т.е.обеспечиваетсяир(с) = П,(с) (5) Однако в реальных измерительных схемах условие (3) выполняется лишь приближенно ввиду невозможности заранее точно определитель коэААициентиз-за вариаций этого коэААициента в процессе измерений при изменении внешних унловий и по другим причинам, а также ввиду неточной выставки и нестабильности во времени коэАфициента р и К, Неточное выполнениеусловия (3), как видно из Аормулы(4), приводит к появлению нескомпен-сированной остаточной погрешности ввыходном сигнале основной Аизическойвеличины,Сутьспособа состоит н введениикоррекции сигнала компенсации, обеспечинающей точное выполнение соотношения (3) н любой момент времени итем самым устраняющей остаточную погрешность измерения. Эта коррекция осуществляется следующим образом, Результирующий сигнал 1 ЮР(С) подаютодновременно с преобразованным сигналом Б(с) побочной величины на коррелятор б. Выходной сигнал ЯкоррЧ релятора 6, получаемый на основе совместной обработки сигналов Цр(С) и0(С), представляет собой оценку корреляционного момента этих сигналов,т,е. и данном случае оценку уровня погрешности, обусловленной дейстнчем величины у(с), в выходном сигнале Бр(С).С помощью выходного сигнала коррелятора б регулируют коэААициент усиления К усилителя 4, добиваясь выполнения условия (3). В результате этого регулирования (подстройки коэААициента К) остаточная погрешность существенно снижается или сводится к нулю (в статических схемах регулирования). Подобная подстройка коэфАициента К происходит при медленном изменении коэААициента о(,т.е. уровня помехи оу(с), обусловленном различными внешними и внутренними факторами, например, вариациями температуры и напряжения питания,старением элементов и др, Таким образом, н способе измерения компенсация погрешности обеспечивается и вусловиях неточного знания нестационарности по величине и знаку коэАираж 55 Подписное Заказ 3050 ВНИИПИ Госу тета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССРва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 ственного ко 113035, МоЧэводственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 101 5 15977 фициентасвязи помехи с вызывающей ее побочной величиной УИ)Способ рассмотрен на примере про-стейшей пропорциональной зависимости погрешности измерения от одной5 побочной величины. При наличии нескольких побочных величин и более сложных зависимостях погрешности от этих побочных величин аналогичная схема компенсации погрешности строится для каждой из них с применением необходимого вида преобразования А,у(г,) (пропорциональной зави 1симости, дифференцирования, интегрирования, возведения в степень и т,д.) и установлением соответствующего масштабного коэффициента К .,Формула изобретения 20 Способ измерения физических величин, заключающийся в том, что одновременно преобразуют основную фиэи 40бческую величину и побочную физическую величину, формируют из преобразованной побочной физической величины сигнал компенсации, получают результирующий сигнал путем суммирования сигнала преобразованной основной физической величины сигналом компенсации, функционально преобразуют результирующий сигнал и сигнал преобразованной побочной физической величины, измеряют результирующий сигнал, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения помехозащищенности, перед суммированием с сигналом преобразованной основной физической величины сигнал компенсации усиливают с коэффициентом усиления, зависящим от результата функционального преобразо" вания, которое производят путем определения корреляционного момента результирующего сигнала и сигнала преобразованной побочной физической величины.