Динамический способ линеаризации характеристик преобразователей

(11) 1 00281 Сфюр СоветскихСоциалистическихРеспублик ТОРС КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(23)ПриоритетОпубликован к Гфеудвретеевкьа кем СССР делам иэобретеи и юткрытий07,03.83 Бюллетень .М 53) УД К 621.317 .39:531 717 (088.8) та опубликования описания 0703 8(72) Авторы изобретения Брандорф, В. Л. Котляров стЭщх,им." Лбнйяе ого стафырдена Ленина полисомола и Львовск ехническиц ин ии лесотехническ(54) ДИНАМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ЛИНЕАРИЗАПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ АКТЕРИСТИК посто а состоит в вызванной между посто о падающих 1Изобретение относится к электрическим измерениям неэлектрических величин и может быть использовано прн измерении толщины крупногабаритных объектов преобразователями, контактирующими с поверхностью объекта контроля. 5Известен динамический способ линеаризации характеристик преобразователей, заключающийся в том, что заранее измеренный сигнал преобразователя и известный опорный сигнал измеряют, начиная .с заданного момента времени, по зкспоненциальному закону с разными постоянными времени, причем первый из них - до заданного значения, и фиксируют интервал времени между моментом возбуждения переходного процесса и моментом до 5 стижения заданного уровня (11.В известном способе преобразование осу. ществляют на начальном участке экспоненты, Входной величиной преобразователя может быть любой физический параметр, воздействующий на индуктивный, емкостной или резистивный датчики, линейно преобразуемый в интервал времени. Однако, если между измеряемым физическим параметром и варьируемым параметром преобразователя. будет нелинейная зависимость, то окажется нелинейной и зависи. мость между измеряемым физическим пара. метром и интервалом времени, что является недостатком известного способа. Кроаэе того, в ряде случаев удобно использовать не интервал времени, а аналоговый выходной сигнал в виде напряжения.Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является дннамичес. кий способ линеаризации характеристик цреоб. разователей, заключающийся в том, что осуществляют функциональное преобразование выходного напряжения преобразователя путем формирования опорного напряжения, изменяю. щегося по экспоненциальному закону с явной времеви 21,Недостаток известного сп низкой точности йреобразов естабильностью соотношения ными времени экспоненциаль сигналов.Цель изобретения - повышение точностиипри линеаризации характеристик вида Ч = 1/8где Ь - измеряемая величина.Цель достигается тем, что согласно динами.ческому способу линеаризации характеристикпреобразователей фиксируют моменты равенства экспоненциально падающего опорного напряжения выходному напряжению преобразова.теля и заданному пороговому напряжению,измеряют интервал Т времени между этимимоментами фиксации, повторно формируютот заданного опорного уровня экспонен.циально падающее напряжение с той же постоянной времени и фиксируют величину этогонапряжения через интервал Т/и времени от 15начала его формирования.На фиг. 1 представлена временная диаграмма, поясняющая динамический способ линеаризации характеристик преобразователей: а -цикл зкспоненциально падающего опорного э 0напряжения, б - процесс измерения и отсче.та времени; на фиг. 2 - блок-схема устройства, реализующего описанный способ.Устройство содержит нуль. органы 1, 2 и 3,выходы которых подключены к входам бло- э 5ка 4 управления, а первые входы соединеныс источниками соответственно входного напряжения преобразователя Овх, порогового Опор.и опорного Оо напряжений, Ко вторым входамнуль-органов 1, 2 и 3 подключена ВС-цепь, со-З 0стоящая из резистора 5 и конденсатора 6, которая через ключ 7 подключена к источникуопорного напряжения Оо + ЬО. Резистор 5через ключ 8 и конденсатор б заэемлен. Квходу интегратора 9 подключены через рези 35стор 10 и ключ 11 источник отрицательногоопорного напряжения -Оо, через резистор 12и ключ 13 - источник положительного опорного напряжения ФО а также первый выходнуль-органа 14, второй выход которого соеди,40нен с входом блока 4 управления, а вход - свыходом интегратора 9. Все управляющиевходы ключей 7, 8, 11 и 13 соединены с выходами блока 14 управления, к управляющимвходам которого подключены источники сигналов "Пуск" и "Сброс" для запуска устройстваи приведения его в исходное состояние.Динамический способ линеаризации характеристик преобразователей осуществляется сле.дующим образом,В исходном состоянии ключ 7 замкнут;ключи 8, 11 и 13 разомкнуты. Напряжение наконденсаторе б равно Оо + ЬО, нуль. орган 14поддерживает на выходе интегратора 9 напря.жение, близкое к нулю. Блок 4 управленияобеспечивает следующую последовательностьдействий элементов устройства: замыкаетсяключ 8, размыкается ключ 7, напряжение наконденсаторе 6 начинает экспоненциально падать с постоянной времени 3 = ВС. Нуль.орган 1 фиксирует момент равенства экспоненциально падающего напряжения входному напря жению преобразователя Овх, при этом замыкается ключ 11, и напряжение на выходе интегратора 9 начинает линейно расти в резуль. тате заряда конденсатора интегратора постоянными током (момент т, на фиг, 1). Нуль. орган 2 фиксирует момент равенства экспоненциально падающего напряжения пороговому напряжению Опор при этом ключи 8 и 11 размыкаются, а ключ 7 замыкается (момент 1 на фиг, 1). В результате этого напряжение на конденсаторе 6 начинает расти к уров. ню Оо + ЬО, а напряжение на выходе инте. гратора 9 с момента т остается неизменным,Нуль-орган 3 фиксирует момент равенства зкспоненциально растущего напряжения уровню Оо при этом ключ 7 размыкается, ключи 8 и 13 замыкаются (момент т на фиг. 1) в результате чего на конденсаторе 6 повторно запускается экспоненциально падающее опорное напряжение от постоянного опорного начального уровня Оо конденсатор интегратора 9 начинает разряжаться постоянным током .обратного знака, в связи с чем напряжение на выходе интегратора 9 начинает уменьшаться с постоянной, скоростью, Когда напряжение на выходе интегратора 9 достигает нулевого уровня, срабатывает нуль-орган 14 и ключи 8, 13 размыкаются. В этот момент (момент 1 на фиг, 1) по значению напря. жения на конденсаторе б определяют значение измеренной величины. Напряжение на кон. денсаторе б Ов,х будетКОвых О /и-- КБВХ1/игде К = Оо ОпорП = К 2/К 1К, К, - соответственно коэффициенты преобразования времени в физическую величину и наоборот;Б - измеряемая величина, например толщина.Таким образом, по величине напряжения Овь,хзафиксированного в момент времени Т,/о при втором формировании экспоненци. ально падающего опорного напряжения, определяют изменяемую величину Б, связаннуюч чнелинеинои зависимостью О = -- свх - ивыходным напряжением О х рассматриваемого преобразователя.Предлагаемый способ позволяет повыситьточность линейных преобразований путем исключения погрешности нестабильности постояннойвремени экспоненциально падающего опорногонапряжения.Динамический способ линеаризации харак.теристик преобразователей, заключающийся в том, что осуществляют функциональное пре- З образование выходного напряжения преобра.зователя путем формирования опорного напряжения, изменяющегося по экспоненциальному закону с постоянной времени, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повыше 1 О ния точности при линеаризации характеристикивида Ч = 1/8, где 8 - измеряемая величина, фиксируют моменты равенства экспоненциально падающего опорного напряжения выходно 5Формула изобретения 1002817 6му напряжению преобразователя и заданномупороговому напряжению, измеряют интервалТ времени между этими моментами фиксацииповторно формируют от заданного опорногоуровня экспоненциально падающее напряжениес той же постоянной времени и фиксируютвеличину этого напряжения через интервал Т/ивремени от начала его формирования;Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Измерения, контроль, автоматизация,Ио 4, 1978, с. 55-56,2. Авторское свидетельство СССР У 7815уел, (3 01 В 7/06, 1979 (прототип),Составитель Н, БирюковаТехред М,Тенер Редактор К. Волощук Корректор Ю. Макаренко Заказ 1528/18 Тираж 600 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4