Способ линеаризации передаточных характеристик электрических преобразователей

.1 еЯ 1Яь, ,; ",:,ОПИСА ИЗОБРЕТ ОСУДАРСТНЕКНЫЙ КОМИТЕТ СССРО делАм изОБРетений иоткРытий Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР В 433419, кл. О 01 В 19/22, 1974.Боч 1 пяХ А. Мсгоргосеввег- Ьавей Меавигешеп 1 Б 1 я 1 ешя. М 1 сгоргосевяогв п Я 1 Епа 1 РгосеяяпИ МеавигешепС апй Соп 1 го 1. РиЬ 1 хяЬей Ьу О, Вцбе 1 РуЬ 1 ЫМпд Сошрапу, 1983, р,р. 161- 168.Волгин Л.И. Измерительные электрические преобразователи для измерительных приборов и систем. М,; Советское радио, 1971, с. 29,рис. 1, 108 .(54) СПОСОБ ЛИНЕАРИЗАЦИИ ПЕРЕДАТОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ(57) Изобретение относится к электроизмерениям и может быть использовано в измерительных устройствах для преобразования электрических величин. Цель изобретения - повьппение точности. Предлагаемый способ реализуется следующим образом. После перного преобразования входного сигналаосуществляют второе для получениякорректирующей величины. Второму преобразованию подвергают М различныхзначений калибровочного сигнала ификсируют результаты. То же проделывают при измененных в К раз уровняхсигнала. Для двух этих случаев составляют системы уравнений. Далее определяются коэффициенты полинома. Повычисленной передаточной характеристике преобразуют входной сигнал в вьходную величину, а отклонение передаточной характеристики от линейнойв соответствующей точке используютв качестве корректирующей величины,с которой суммируют выходную величину, Устройство, реализующее данный способ, содержит управляемый коммутатор 1, управляемый делитель 2,электрический преобразователь 3, сумматор 4, измерительный прибор 5,блок 6 обработки результатов измерений, цифроаналоговый преобразователь 7, блок 8 неградуированной меры, блок 9 управления. 1 ил.Изобретение относится к электро- измерениям и может быть использовано в измерительных устройствах для преобразования электрических величин.Цель изобретения - повышение точности путем вычислений корректирующей величины по результатам преобразования и измерения нескольких различных значений калибровочного сигнала.На чертеже приведена структурная схема устройства для осуществления предлагаемого способа.Способ линеаризации передаточных характеристик электрических преобразователей заключается в том, что преобразованию поочередно подвергают И различных уровней калибровочного сигнала, измеряют и запоминают преобразованные величины, затем Б уровней калибровочного сигнала из- меняют в одинаковое число К раз.и повторно подвергают их преобразованию. Преобразованные величины измеряют и запоминают. По результатам первого преобразования составляютпервую систему уравнений Х,=8(у + о у + + а, у, ) Х =8(у +а у + +а ум ) )м м, , м " и м у+а(у)+ +а (у ) значения преобразован ных величин при КФ 1. нно делят уравнения на уравнения второй ают полученную систему сительно коэффициен где у Дал первой системь уравне е почлсистемы иреший отн где Х Х - значения калиб-;ровочного сигнала; - крутизна передаточной характеристики преобразователя; У,- преобразованные величины при К=1; М - показатель стенениполинома аппроксимирующего передаточную характеристику; ОО коэффициенты этого ф" м-же полинома,По результатам второго преобразования составляют Ъ орую систему уравненийО тов о а .,ам после чего определяют нелинекность преобразования, которую алгебраически суммируют с результатом преобразования входного сигнала.Устройство содержит управляемый коммутатор 1, первый сигнальный вход которого подключен к входной шине, второй сигнальный вход - к выходу управляемого делителя 2, а выход -через электрический преобразователь)1 (игйал;величина; Х = Я у+1(реобраэуемыйреобразованна 3 к первому входу сумматора 4 и измерительного прибора 5. Выход сумматора подключен к выходной шине. Вы ход измерительного прибора 5 соединен с первым входом блока 6 обработки результатов измерений, выход которого через цифроаналоговый преобра Фзователь 7 подключен к второму 20 входу сумматора 4. К входу управляемого делителя 2 подключен выход блока 8 неградуированной меры, Управляющие входы коммутатора 1 управляемого 15делителя 2, блока 6 обработки,результатов измерений и блока 8 неградуиро"ванной меры подктпочены к соответствующим выходам блока 9 управления.В качестве блока 6 обработки результатов измерений может быть использована микроЗВИ, а в качествеблока 9 управления известный блок.Устройство работает следующим образом.Коммутатор 1 по команде блока 9 35 управления выход управляемого делителя 2 к входу электрического преобразователя 3, От блока 8 неградуированной меры на вход электрического преобразователя 3 подается пооче редко М уровней неградуированныхкалибровочных сигналов. Каждый изэтих уровней Х Хн преобразуется преобразователем 3 в величиныУ, У которые измеряются изме 45 рительным прибором 5 и запоминаютсяблоком 6 обработки результатов измерений, Затем по команде блока 9управления управляемый делитель 2изменяет уровни Х Х в К раз.50 Полученные в результате.преобразования величины у, у также изммеряются и запоминаются.Передаточная характеристика преобразователя 3 описывается выра жением5300 4зователя 3 линеаризуется, т.е, приводится к видуХ = Бу.В результате использования предлагаемого способа компенсирующая величина определяется с учетом возможных .погрешностей операций преобразованияи коррекции, так как она определяется путем такого же преобразованиякалибровочных сигналов, которому подвергается входной сигнал, поэтомуотличия способа обеспечивают повыше ние точности,При использовании предлагаемогоспособа нет необходимости измерятьуровни калибровочного сигнала и величину их изменения К. Требуетсялишь их стабильность за время определения корректирующей величины. Посколькуэто время мало, то требованияк стабильности йе являются жесткими,Формула и э о б р е т е н и я Способ линеаризации передаточных характеристик электрических преобразователей, включающий преобразование входного сигнала, изменение сигнала в К рази его второе преобразование для получения корректирующей величины, алгебраическое суммирование выходной величины с корректирующей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, второму преобразованию подвергают Й. различных значений калибровочного сигнала при К = 1, полученные результаты измеряют и запоминают, затем повторяют преобразование тех же значений при К Ф 1, полученные результаты измеряют .и запоминают, по результатам преобразования при К = 1 составляют первую систему уравненийХ =Б(у +а у а,у" ),м- и где Х Х значения калибровочного сигнала;крутизна передаточной характеристики преобразователя;преобразованные величины при К = 1; показатель степени полинома, аппроксимирующего передаточнуюхарактеристику; 3 127 8 - крутизна передаточной характеристики; М(у)- нелинейность передаточной.характеристики.Нелинейность передаточной характеристики 9 ( у) можно представить в виде номинала степени М Х= Б у+а. у +а у а р +ау(2)Для того, чтобы линеаризовать 10 передаточную характеристику, необходимо к результатам преобразования алгебраически прибавить величину, компенсирующую нелинейность 9(У 1, а для этого необходимо по результатам 15 преобразования уровней Х Х,Х Х и -"-)-" рассчитать коэффициенКК ты а, а, полинома (2),Расчет коэффициентов производит ся в блоке 6 обработки результатов измерений следующим образом. По результатам измерения Величин у у1 ф и и у у, составляются две сисуу темы уравнений, каждое из уравнений представляет собой полином 2м Х.:Б у+а Уъ,у 3, 1 1(3)й М " :Бу +а у ++а уи и 1 и1-1 и 30-Б (у+а (у ) +аа,(у )К "и 1 и м 1 и а Б ( у аа (у ) +а (У 1 )14)Далее уравнения систем (3) и (4)- делятся почленно друг на друга и после преобразований получается система уравнений , У,=ку,+а,ГК(у,)-у+ + , и иКУфц,ЬЬУис решая которую, блок 6 определяет коэффициенты а а полинома функции Ч(у. По результатам вычислений блок 6 формирует в цифровом виде величину, компенсирующую нелинейность р(у ), которая цифроаналоговым преобразователем 7 преобразуется в аналоговую форму. 50После определения компенсирующей величины блок 9 подключает коммутатор 1 к входной шине и преобразова" тель 3 преобразует входной сигнал Х. в величину ( , с которой алгебраи чески суммируется сумматором 4 компенсирующая величина. Таким образом, передаточная характеристика преобраСоставитель А. ПучковскийТехред В.Кадар Редактор А. Козориз Корректор С. Шекмар Заказ 6554/34 Тираж 728ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 3 1275300 Ьа ,а - коэффициенты этого на уоавнения второй системы, из поже полинома,лученной третьей системы уравнений по результатам преобразования К ,определяют коэффициенты полиномазования КФ 1составляют вторую систему уравнений аа вычисляют передаточнЧф М 1 фХ ,ф + + ()" 5 характеристику и отклонение ее отлинейной, преобразуют входной сигналв выходную величину, а отклонениеМ - " передаточной. характеристики от линейгде УУ - преобразованные ве- ной в соответствующей точке исполь ееуличины при К Ф 1, делят почленно зуют в качестве корректирующей вели- уравнения первой системы уравнений чины.