Способ измерения электрических и неэлектрических параметров

(19) И 1) 151) С 01 К 19/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Куйбышевский филиал Всесоюзного института по проектированию организаций энергетического строительства Оргэнергострой"(56) 1.Авторское свидетельство СССР У 257621, кл. С 01 К 34/00, 1968.2. Авторское свидетельство СССР У 250485, кл. С 01 С 19/12, 1967.(54) (57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ,основанный на проведении трех последовательных измерений: вначале исследуемого параметра х, затем исследуемого параметра х вместе с образцовоймерой дх и исследуемого параметра х,умноженного на коэффициент К передачи входного звена. вычислении разностей между первым и третьим, первым и вторым результатами измерений, определении отношения указанных разностей и умножении найденного отношения на образцовую меру х, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, полученное произведение принимают за новую образцовую меру 6 хк, проводят четвертое измерение исследуемого параметра х . вместе с новой образцовой мерой 6 хк, а истинное значение исследуемого параметра определяют из соотношеИ (х) -Ч(1 сх)1 д хст Ч(х)- И(х +дх, )1 (1 с) где Б(х) - результат измерения х;Б(Ех)- результат измерения 1 х;М(х+дх )-результат измеренияНх+дх.(1)20 где М - результат измерения х при1разомкнутой цепи обратнойсвязиН - результат измерения х при2замкнутой цепи обратной связи;И - результат измерения х при3замкнутой цели обратной связи с измененным коэффициен том обратной связи. 30Недостаток известного способа связан со значительной сложностью его практической реализации, обусловленной необходимостью перестройки в процессе измерений коэфФициента обрат- З 5 ной связи измерительного преобразователяНаиболее близким техническим реше. нием к данному изобретению является способ измерения электрических и не- электрических параметров 2, заключающийся в проведении трех последовательных измерений: вначале исследуемого параметра х, затем исследуемого параметра х вместе с образцовой мерой Ах и исследуемого параметра х, умноженного на коэффициент, К передачи входного звена, и определении ис тинного значения х исследуемого 50исгпараметра из соотношения Ь(х) -М(1 сх)1 ьхист Я(х) - М(х+Ьх) (1 с)2 (2) где М(х) - пезультат измерения х;М(Кх)- результат измерения 1 х;Ы(2+ах) - результат измерениях +Ьх. Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для использования при тестовых измерениях различных Физических величин.Известен способ определения электрических и неэлектрических параметРов Я , предусматривающий измерение исследуемого параметра х при разомкнутой и замкнутой цепи обратной связи измерительного преобразователя, 10 возведение коэффициента обратной связи в степень, отличную от единицы, например в квадрат, измерение исследуемого параметра х при измененном коэффициенте обратной связи и опре (деление истинного значения х, исследуемого параметра из соотношенияИ117 Ж 11 Э)гхиск (К- М ) УКазанный способ позволяет получить результат х, инвариантным к параметрам функции преобразования измерительного канала при ее кусочно-линейном описании отрезкамиИ=а, +а (3) где 1=1 щ - номер участка аппроксиЬмации;Ла - параметры Функции преобс 1 рразования измерительного канала.Однако при практической реализации известного способа имеет место методическая погрешность измерения, вызванная многоконтактностью измерительного процесса.Целью изобретения является повышение точности измерения.Поставленная цель достигается тем, что, согласно способу измерения электрических и неэлектрических параметров, основанному на проведении трех последовательных измерений: вначале исследуемого параметра х, затем исследуемого параметра х вместе с образцовой мерой х и исследуемого параметра х, умноженного на коэффициент 1 передачи входного звена, вычислении разностей между первым и третьии, первым и вторым результатами измерений, определечии отношения указанных Фразностей и умножении найденного отношения на образцовую меру Ь х, - полученное произведение принимают за новую образцовую мерухи, проводят четвертое измерение исследуемого параметра х вместе с новой образцовой мерой Ахи, а истинное значение х исследуемого параметра определяют из соотношенияЕИ(х)-И(1 сх)3 1 к к ия(х)-И(х+х)3 Ос)где И(х+йх )- результат измерениях+Ьх,И(х) - результат измерения х; И(Ех) - результат измерения 1 х.Известно, что через две точки можно абсолютно точно провести график полинома первой степени (3). Предположим, что две точки (М 1,х),(Мд,х+ +Ах), соответствующие двум первым тактовым преобразованиям, принадлежат уравнению 3, а тсчка (М,1 сх), соответствующая третьему тактовому преобразованию, не принадлежит этому уравнению. При этом в третьем такте измерения возникает погрешность) (х), ьх 40 М - ТЯз ьхко Я, - Ы 1 с 1г щем случае не равно ь = Е(1 сх) - (а, + а 1 сх), (5) где Г(1 сх) - реальная Функция преобразования при выключенномвходном звене с коэффициентом 1 с передачи. 5Перепишем выражение (2) с учетом выражения 1,5) хИ(1 сх)+ ь-М(2) ьхМ (х+ ьх) -11 (х) 1 с(6)1 О По разности между выражениями (6) и (2) определяем погрешность тестового метода измерения ьзьхив (7) 15Е 11 (х+ьх) -11(х) (1 с) Если функция Г (х) на отрезкех+ьх; 1 сх) обладает производными до(и)-го порядка включительно, ееможно разложить в ряд Тейлера. С20учетом выражения 12) путем несложныхрасчетов можно показать, чтоцф Е (х)ВЬ =т- - (х 1 с-х) +а, (1-1 с)х; (8)5д ф 25 Переходя от Ь к приведенной ко входу входного звена относительной погрешности 3 измерения и ограничиваясьЗ 5 лишь тремя членами размноженияЙ(х) в ряд Тейлора, будем иметь 45Из выражения (10) видно, что 0 является функцией х, Ь х и 1 с, причем оказываетея на нулевом уровне при хх +Ьх (11)Для того, чтобы в заданном диапазоне изменения хо =О, необходимообеспечить выполнение условия 1,11) влюбой точке диапазона от хдох иахНа чертеже представлена структура 55устройства, реализующего предложенныйспособ измерения электрических и неэлектрических величин. Устройство содержит адаптивный блок 1 формирования постоянной составляющей аддитивного теста, входное звено 2 с коэффициентом 1 с передачи, измерительный преобразователь 3, ана. лого-циФровой преобразователь 4, вычислительный блок 5, логический блок 6, сумматоры 7 и 8, ключи 9-11 .Работа устройства происходит следующим образом.С выхода измерительного преобразователя 3 электрический сигнал, пропорциональный исследуемому параметру х, поступает на вход аналогоцифрового преобразователя 4. Цифровой эквивалент параметра х преобразуется в вычислительном блоке 5 в цифровой код и поступает на вход логического блока 6, управляющего работой адаптивного блока 1 Формирования постоянной составляющей аддитивного теста. Весь цикл измерения состоит из четырех тактов. При этом, поскольку значение исследуемого параметра х к моменту проведения эксперимента неизвестно, начальное значение образцовой меры выставляется как хъыс + х пазЬ х = ----- з-, После этого о 2 проводятся три первых такта измерения,В первом такте, при разомкнутых ключах 9 и 10 и замкнутом ключе 11 измеряют исследуемый параметр х. Результат измерения при этом опреде" ляется соотношением 3 , Во втором так-., при замкнутых ключах 9 и 11, и третьем Факте, при замкнутом ключе 1 О, измеряются, соответственно, величины х+ ьх 1 сх еПолученные результаты Н 1,Б 2, Ю измерений указанных величии обрабатываются в вычислительном блоке 5 по алгоритму Поскольку текущее значение х в об. хам+ хт, --= Ьхо, то результат хбудет обладать погрешностью 3,в соответствии с выражением (10).цля устранения погрешности ойдо в устройстве выполняется дополнительный,1126885 Составитель Л,МорозовРедактор С.Тимохийа Техред С.Легеза Корректор О,Луговая Заказ 8686/34 Тираж 710 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж; Раушская наб д.4/6 Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная, 4 четвертый, такт измерения величиных + Ьх где Ь хн-Ос 1) ис о формировайная логическим блоком б новаяобразцовая мера,Полученный результат Б абрабаты" вается в вычислительном блоке 5 совместно с Н, И по алгоритму(9 дискретность мер, используемыхпри формировании 6 х то проводится 5 еще один дополнительный такт измерения х с вновь уточненной образцовоймерой. В большинстве случаев оказывается, однако, достаточным лишьодин шаг коррекции образцовой мерыЬх. При этом погрешность 3 О практически сводится к нулю, что характеризует повышенную точность предложенного способа,