Способ определения физических величин

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОШМЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН И 91 И 1 бо 4 О 01 В 17/02 тельство СССР В 17/10, 1984 ельство СССР17/02, 1978. ряемои от мул ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 21) 3978774/24-21(53) 621.317.1(088.56) Авторское свидУ 1078342, кл. О 01Авторское свидет9 789761, кл. С 0154) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН(57) Изобретение позволяет повысить точность измерения различных физических величин, Устройство, реализующее способ, содержит переключатели 1 и 2, источники 3 и 4 измеряемой и тестовой физических величин, источник 9 физической величины, датчик 5 физической величины, вычислительный блок 6, индикатор 7 автомат 8 управления и управляемый делитель 10, Реализация способа позволяет получить код измефизической величины, свободныйьтипликативной и нелинейной погрешностей датчика 5. 1 ил,(3) У = КХ + (Х,113578Изобретение относится к измерительной технике и может быть использованодля измерения различных физических(как электрических, так и неэлектрических) величин в широком диапазонезначений с повышенной точностью.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключенияпогрешности нелинейности, 10На чертеже приведена структурнаясхема устройства для реализацииспособа измерения физических величин,Устройство содержит переключатели1 и 2, источник 3 измеряемой физической величины, источник 4 тестовойфизической величины, датчик 5 физической величины, вычислительный блок 6,индикатор 7, автомат 8 управления,дополнительный источник 9 физическойвеличины, управляемый делитель 1 О,причем источники 3 и 4 соединеныс входами переключателя 1, выход которого соединен с первым входом переключателя 2, второй вход переключателя 2 через управляемый делитель 10соединен с.выходом дополнительногоисточника 9, выход переключателя 2через последовательно соединенныедатчик 5 и вычислительный блок б 30соединен с входом индикатора 7, автомат 8 соединен с вычислительным блоком 6, переключателями 1 и 2, дополнительным источником 9 и управляемымделителем 1 О,35Устройство работает следующим образом. Автомат 8 управления устанавливает переключатель 2 в положение П , делитель 10 в положение, при котором его коэффициент деления равен единице, В этом случае на вход датчика 5 поступают значения измеряемой физичес - кой величины с выхода источника 9. Градуировочная характеристика датчика 45 5 имеет следующий вид: 52 2(2)По команде автомата 8 управления на вход датчика 5 поступают последовательно с выхода источника 9 К различных значений измеряемой физической величины. На выходе датчика 5 получают К значений постоянного напряжения, которые преобразуются аналого-цифровым преобразователем, входящим в состав датчика 5, в значения цифрового кода ХХ Х , Эти коды вводятся в память блока 6, Исходя из соотношения (2),получают К уравнений, связывающих значения физической величины на входе датчика 5 со значениями постоянного напряжения У = К(Х+аХ, а Х,У, К(Х,+а,У,а Х). По команде автомата 8 делитель 10 устанавливается в положение, при котором его коэффициент деления равен 1/М. На выходе ис".очника 9 последовательно устанавливаются К значений измеряемой физической величины, а на вход датчика 5 эти значения физической величины поступают уменьшенные в М раз. На выходе датчика 5 имеем К значений постоянного напряжения, которые преобразуются аналого-цифровым преобразователем, входящим в состав датчика 5, в цифровой код Х,; Х Х .,Панные цифровые коды вводятся и хранятся в памяти блока б, Исходя из уравнения (2), имея результаты измерений постоянного напряжения, получают К уравнений вида К(Х + Х ++ Х )где К - крутизна датчика 5; Г(Х) - нелинейность градуировочнойхарактеристики датчика 5;У - измеряемая физическая величина;Х - значение цифрового кода выходного сигнала датчика 5.Представим нелинейность Г(Х) в виде полинома степени (р+1), 50 саааьаааааааааа а а: К(Х +а,Х, а Х)Поделив уравнения системь (3) насоответствующие уравнения системы(4), получают систему из К уравненийс (р+1) неизвестными: М, а аао1357852 Х,=МХ,+А,(Гл, -Х, )А (1 Г - Х ); Х=МХ+А, (ГЙ-Х )+Решая систему (5), вычислительный блок 6 находит значения коэффициентов А,АА и хранит их в своей оперативной памяти.Затем по команде автомата 8 переключатель 2 переводится в положение 1 , а переключатель 1 в положение П При этом на вход датчика 5 поступает тестовая (эталонная) физическая величина У . На выходе датчика 5 имеемопостоянное напряжение, которое преоб разуется аналого-цифровым преобразователем, входящим в состав датчика 5, в цифровой код Х который вводится в память блока 6Исходя из уравнения (2) У и Х, связаны следувщими 25 соотношением:(8) Определенное значение измеряемой физической величины выводится на индикатор 7.Таким образом, способ измерения физических величин позволяет получать код измеряемой физической величины свободный от мультипликативной и нелинейной погрешностей датчика 5.бФормула из обретенияСпособ определения физических величин, заключающийся в том, что преобразуют в постоянное напряжение измеряемую У и тестовую У физические величины, измеряют значения соответствующего постоянного напряжения Х и Х 6, отличающийся тем; что, с целью повышения точности измерения, преобразуют К различных значений измеряемой физической величины в соответствующие постоянные напряжения) измеряют К соответствующих значений постоянного напряжения, запоминают результаты измерений Х Х . ., Х изменяют К значений измеряемой физической величины в Г 1 раз (при Г 1 = 1), преобразуют измененные значения физической величины в соответствующие постоянные напряжения с последующим измерением соответствующих значений постоянного напряжения, запоминают результаты измерений ХХ Х а измеряемую физическую величину У определяют из соотношения+ АХа ++ АрХо постоянного напряжения Х, Х Хк, ХУ Х 23 1 Х,у решая систему уравнений вида У, = К(Х,+А,Х А Х, ) (6) Используя найденные ранее значения ЗО коэффициентов А, -.Ар, с помощью вычислительного блока 6 из уравнения (6) находят значение крутизны датчика 5 по формуле 35Хо (1 + АХо + ф+ А Х )По команде автомата 8 переключатель 1 переводится в положение 1, при котором на вход датчика 5 посту р пает измеряемая физическая величина У. На выходе датчика 5 получают цифровой код Х, который вводится в память блока 6, Блок 6, используя опрег деленнье ранее значения крутизны К 45 и коэффициентов полинома нелинейности цатчика 5 А,Ар, определяет энае+А (Г 1," ,-Х, ).1чение измеряемой физической величиныпо формуле Уф Х + А,Х ++ А,Х"Х 1 + АХо ++ АрХо+ А,(МХ, - Х, ) +. + А (МХ,Х )Х, = МХ,Х - МХ + А(МХ - Х ) +(А (МХв еефаеаСоставитель А.СеменчукРедактор О.Головач Техред М,Дидык Корректор С."Шекмар Тираж 730 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5 Заказ 5993/44 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная.ь