Способ поверки вольтметров среднеквадратического значения

союз соВетскихсоциАлистическиРЕСПУБЛИК 1)5 6 01 и 35/00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Изобретение относитс ским измерениям, предназ пользования при поверке среднеквадратического з при работе их в режиме изм частотного напряжения формы с постоянной состав ется усовершенствованием и авт. св. М 1732308. к электричеачено для исвольтметров ачения (СКЗ) ерения ниэкороизвольной яющей и являзобретения по(71) Московский энергетический институт(56) Авторское свидетельство СССРйг 1732308, кл, С 01 В 35/00, 1989.(54) СПОСОБ ПОВЕРКИ ВОЛЬТМЕТРОВСРЕДНЕКВАДРАТИЧЕСКОГО ЗНАЧЕНИЯ(57) Изобретение относится к электроизмерительной технике и может быть использовано при проектировании и поверкевольтметров СКЗ, Сущность изобретения;согласно способу поверки поверяемымвольтметром, имеющим разрывную функСогласно изобретению по авт, св. М 1732308 для поверки вольтметра в режиме открытого входа следует испольэовать в качестве образцового двухуровневое напряжение, Однако при измерении напряжения произвольной формы с постоянной составляющей погрешность измерения оказывается существенно завышенной,Целью изобретения является повышение точности поверки в режиме измерения напряжения произвольной формы с постоянной составляющей..5 Ц.1774297 А 2 цию погрешности, измеряют сумму образцовых низкочастотного двухуровневого напряжения с нулевой постоянной составляющей и высокочастотного синусоидального напряжения с заданным СКЗ, определяют и фиксируют модуль погрешности результата измерения, Всю последовательность операций повторяют несколько раз, устанавливая разные значения уровней двухуровневого напряжения, ограниченные величинами ч О, Из зафиксированных модулей погрешности выбирают максимум и устанавливают его в качестве предела допускаемой погрешности измерения напряжения произвольной формы с упомянутым СКЗ и амплитудой, ограниченной Оп. 3 ил. Для этого по способу поверки вольтметров СКЗ дополнительно формируют образцовое высокочастотное синусоидальноенапряжение с постоянной амплитудой исуммируют его с образцовым двухуровневым напряжением,Предлагаемый способ поверки вольтметров основан на том, что максимальнаяпогрешность измерения низкочастотного ф,напряжения произвольной формы с произвольной постоянной составляющей призаданном СКЗ Ос и ограниченном коэффициенте амплитуды КАКА-с имеет местов случае двухуровневого напряжения прямоугольной формы (в частном случае, когдауровни совпадают, это может быть одно- Эуровневое напряжение, т,е. напряжение постоянного тока),Вольтметры СКЗ, принцип действия которых заключается в расчете СКЗ путем обработки измеренных мгновенных значенийвходного напряжения, имеют разрывнуюфункцию погрешности Ьм измерения мгновенных значений 01 п входного напряжения, изображенную на фиг,1, При измерении более-менее плавно изменяющихся сигналов, например типа синусоидального, 5 происходит усреднение "зубцов" погрешности и в этом случае погрешность вольтметра определяется только усредненной функцией погрешности, т,е, кривой, проходящей через середины "зубцов", Очевидно, по грешность, определяемая "зубцами", проявляется только тогда, когда значительная доля измеренных мгновенных значений входного напряжения попадает на один "зубец", Исходя из этого сформулирован 15 "критерий 10", согласно которому погрешность вольтметра не зависит от "зубцов" функции погрешности, если не более 10; отсчетов попадают на один "зубец" функции погрешности (максимальная воэ можная погрешность уменьшается в этом случае на половину погрешности квантования и дифференциальной нелинейности АЦП, входящего в схему вольтметра), Поэтому в качестве образцового напряжения 25 предлагается сумма низкочастотного двухуровневого чапряжения и высокочастотного синусоидального напряжения, амплитуда которого перекрывает несколько десятков "зубцов" функции погрешности измерения 30 мгновенных значений (не менее 40 "зубцов"), Поскольку всяфункция погрешности имеет несколько тысяч "зубцов" (обычно в вольтметрах такого типа используются АЦП, имеющие 11 и более двоичных разря дов), то видно, что амплитуда Од с,нусоидального напряжения достаточно мала, по сравнению с двухуровневым напряжением. На интервале в несколько десятков "зубцов" усредненная функция погрешности практи чески постоянна, поэтому, проведя измерение поверяемым прибором предлагаемого образцового напряжения при разных наборах уровней двухуровневой составляющей (но при этом СКЗ образцового напряжения 45 должно быть равно заданной величине Ос, а его амплитуда не должна превышать О м = Ос Кдмакс, в качестве искомого предела допускаемой погрешности можно выбрать максимум модулей погрешности 50 результатов измерений.На фиг.1 изображена функция погрешности измерения мгновенных значений входного напряжения; на фиг,2 изображено 55 предлагаемое образцовое напряжение; на фиг,3 представлена структурная схема устройства для реализации предлагаемого способа поверки вольтметров СКЗ.Р О +(1 -считывает по вырато значение Р ЭВМжению г с/2 0 - Одалее, используя программный таймер, ЭВМ 1 через интерфейс 2 подает управляющие коды на ЦАП 3 таким образом, чтобы код, соответствующий напряжению Ь поступал на вход ЦАП 3 в течение интервала времени рТ, а код, соответствующий напряжению 01, - в течение интервала времени (1 - р)Т, причем период двухуровневого прямоугольного напряжения выбирают соответствующим нижней границе рабочего диапазона частот поверяемого вольтметра 5. Частоту синусоидального напряжения выбирают близкой к верхней границе рабочего диапазона частот поверяемого вольтмет 5 Следует заметить, что прямоугольное напряжение имеет спектр, состоящий из бесконечного количества гармоник. амплитуда которых с ростом номера гармоники стремится к нулю. При использовании образцового прямоугольного напряжения низкой частоты можно пренебречь частотными погрешностями поверяемого вольтметра, порождаемыми высшими гармониками, ввиду их малости,Устройство содержит последовательно соединенные ЭВМ 1, интерфейс 2, прецизионный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 3, сумматор 4 и поверяемый вольтметр 5, На второй вход сумматора 4 поступает сигнал с генератора 6 образцового синусоидального напряжения, Связь между поверяемым вольтметром 5 и ЭВМ 1 существует, если поверяется цифровой вольтметр СКЗ, имеющий кодовый выход, или отсутствует, если кодового выхода нет,Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.ЭВМ 1 рассчитывает параметры образцового двухуровневого напряжения прямоугольной формы низкой частоты иг.2), СКЗ которого равно Ол = О, - 0 /2, а амплитуда не превышает (Оп - Од), где Од - фиксированная амплитуда высокочастотного синусоидального напряжения. Исходными данными для расчета являются значения уровней 0 и Ц, лежащие в пределах ч:(Оп - ОА), Так как образцового двухуровневого напряжения прямоугольной формы равно Оп, те1774297 Значения Оь О 1 покрывают весь диапазон возможных мгновенных значений входного напряжения произвольной формы от - (Оп - Од) до+(Оп - Ои), причем их изменение осуществляется с некоторым выбранным Шагом,После повторения процедуры необходимое число раз ЭВМ 1 выбирает максииг. 1 ставитель В.Бакановхред М,Моргентал Корректор М,Пет дакт Заказ 3925 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 ственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,Про Поверяемый вольтметр 5 измеряет образцовое напряжение. и результат измерения вводят в ЭВМ 1 (либо автоматически через кодовый выход поверяемого вольтметра 5, либо при отсутствии у вольтметра .кодового выхода вручную). ЭВМ 1 рассчитывает погрешность результата измерения,Далее ЭВМ 1 выбирает новые значения уровней Оь О), лежащие в пределах + (Оп - Од), и процедура повторяется,мальное значение модуля погрешности среди полученных значений.и индицирует предел допускаемой погрешности измерения низкочастотного напряжения произволь ной формы, удовлетворяющего "критерию10 О", с ненулевой постоянной составляющей. СКЗ которого равно Ос. а коэффициент амплитуды не превышает Кимакс.Формула изобретения 10 Способ поверки вольтметров среднеквадратического значения по авт, св, М 1732308, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности поверки в режиме измерения напряжения произвольной 15 формы с постоянной составляющей, дополнительно формируют образцовое высокочастотное синусоидальное напряжение с постоянной амплитудой и суммируют его с образцовым двухуровневым напряжением.