Способ определения градуировочной характеристики измерительного устройства

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик 1 и 960689(22) Заявлено 09. 0281 (21) 3244486/18-21 с присоединением заявки Мо С 01 В 35/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытийОпубликовано 23,0982. Бюллетень Мо 35 Дата опубликования описания 23. 09. 82(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГРАДУИРОВОЧНОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА.Изобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано для определения градуировочных характеристик измерительных устройств.Известен способ определения градуировочной характеристики измерительных устройств, заключающийся в том, что на градуируемое устройство подают испытательный сигнал и регистрируют выходной сигнал 1).Недостатком способа .является низкая точность из-эа отсутствия статистической обработки.Наиболее близким к изобретению является способ определения градуировочной характеристики измерительного устройства, заключающийся в том, что на вход градуируемого устройства подают испытательный сигнал, регистрируют выходной сигнал и .определяют градуировочнусю характеристику путем статистической обработки результатов. Сущность этого способа заключается в том, что на вход градуируемого устройства подают последовательность постоянных уровней х,, хизмеряют соответствующйе им выходные величины у,у а затем определяют градуировочные( характеристики (ГХ) измерительного устройства у=й(х 1 путем обработки результатов по какому-либо критерию, например, по методу наименьших квадратов. Полученную градуировочную характеристику используют для определения значения входной величины по найденному значению выходной величины С 23.Недостатком этого способа является то, что ГХ получены без учета динамических свойств измеряемого сигнала и инерционности градуируемого устройства. Это происходит потому, что градуировка проводится в статическом режиме, а не в динамическом. Вследствие этого использование ГХ, полученных известным способом для измерения динамических сигналов, приводит к появлению систематических динамических погрешностей. Для коррекции этих погрешностей расчетным путем дополнительно ис.пользуются динамическими характеристиками измерительных устройствОднако использование последнихсопряжено с большими вычислительными трудностями, особенно для нелинейных измерительных устройств. Кроме ЗО того, динамические свойства сигналаи измерительного устройства учитывают расчетным путем, заменяя реальный сигнал и измерительное устройство их математическими моделями, что снижает точность известного способа.Цель изобретения - повышение точ ности определения градуировочной характеристики измерительного устройства в динамическом режиме.Поставленная цель. достигается тем, что согласно способу, заключающемуся 10 в подаче на градуируемое устройство испытательного сигнала, регистрации выходного сигнала и определении градуировочной характеристики устройства путем статистической об работки результатов, испытательный сигнал формируют с динамическими характеристиками, близкими к характеристикам измерительного сигнала, а выходные сигналы регистрируют в щ моменты совпадения значений испыта.тельного сигнала заданным уровням. На чертеже представлена блоксхема устройства, реализующего предлагаемый способ.25Устройство содержит градуируемыйизмерительный прибор 1, сравнивающий блох 2, эадатчик 3 уровня,блок 4 управления и статистическойобработки данных. 30На градуируемый прибор.1 поступает динамический сигнал, которыйможет подаваться либо со специаль,ного генератора, либо это; можетбыть реальный измеряемый сигнал. По 35команде с блока. 4 управления, согласно программе, задатчик 3 уровня.вырабатывает постоянный уровень х;,который поступает на второй входсравнивающего блока 2, на первый 40вход которого поступает-испытательный сигнал х(1)При выполнении условиях(М (1), срабатывает сравнивающий блок 2 ивыдает импульс, который разрешаетрегистрацию выходного сигнала у(1)в блоке 4 управления и обработки.Регистрация выходного сигнала производится установленное число раз,достаточное для проявления статистических закономерностей. По окончании первой серии измерений по команде с блока 4 задатчик 3 уровня устанавливает следующий уровеньх=х;, и производится новая серияизмерений. При этом регистрациявыходного сигнала также производится при выполнении условия (1).Измерения осуществляются длявсех выбранных уровней. По результатам измерений блок управления и обрабстки определяют по какому-либокритерию, например по методу наи"меньших квадратов, градуировочнуюхарактеристику прибора, Полученная 65 характеристика может бать представлена в аналитическом, графическом, либо другом видах.Использование предлагаемого способа определения градуировочных характеристик измерительных устройств обеспечивает по сравнению с существующими способами следующие преимущества.Полученные по предлагаемому спо(собу градуировочные характеристики измерительных устройств могут использоваться при измерении динамических сигналов. При этом, во-первых, отпадает необходимость корректировки динамических погрешностей путем громоздких расчетов, так как они автоматически учитываются при градуировке. Во-вторых, повышается точность измерений, так как в расчетах использовались математические модели измеряемых сигналов и измерительных устройств, которые лишь приближенно отражали их свойства. В-третьих, градуировка по предлагаемому способу может быть осуществлена не только при подаче динамического сигнала с испытательного генератора, но и в режиме измерения, когда на вход прибора поступает реальный измерительный сигнал.Проведенная апробация способа показала следующее.Для.конкретного измерительного прибора, предназначенного для регистрации стационарных случайных процессов, была снята статическая ГХ)х+у р,где х - входной сигнал измерительного прибора;у - выходной сигнал;К = 0,3 - коэффициент усиления;уо 0 19 - начал ное смещениеГХ.Для этого же прибора была снята ГХ по предлагаемому способу для стационарного случайного процесса со следующими характеристикамитп -- 100, Вх(Т) =1000 е 5" ", где в - математическое ожидание процесса; В Х(Т) - его корреляционная Функция.В результате были получены следующие параметры ГХОф 24 уо 029Из сравнения видно, что параметры градуировочнойхарактеристики, полученной по предлагаемому способу в динамическом режиме; отличаются от статической характеристики:на 20, а уо - на 50. Расчет показывает, что использование статической характеристики для измерения этого процесса привело бы к появлению динамической систематической погрешности й 21. Эта погрешность автоматически устраняется при ис960689 Формула изобретения Составитель С.МорозовТехред Л. Пекарь Корректор С,Шекмар Редактор Н.Пушненкова Заказ 7269/53 Тираж 717 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 пользовании ГХ полученной по способу в динамическом режиме. Способ определения градуировочной характеристики измерительного устройства, заключающийся в том, что на градуируемое устройство подают испытательный сигнал, регистрИруют выходной сигнал и определяют градуировочную характеристику устройства путем статистической обработки результат тов, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, испытательный сигнал формируют с динамическими характеристиками, близкими к характеристикам измерительного сигнала, а входные сигналырегистрируют в моменты совпадениязначений испытательного сигнала эа 5 данным уровням.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Бурдун Г.Д., Марков Б,Н. Основы метрологии. М., Иэд-во стан 10 дартов, 1972, с. 245, п.2.2, Электрические измерительныепреобразователи. Под ред. Р.Р.Харченко, М,-Л., Энергия, 1967,с. 12.