Способ измерения физических величин

,и,ЧТЕНИЯ ЛЬСТ АВТОРСКОМУ СВ ие относится к из предназначено дл ких величин при ой погрешности со еритель измере аличии ства из ение точ САНИЕ ИЗО(71) Киевский институт инженеров гражданской авиации им, 60-летия СССР(56) Авторское свидетельство СССР М 1394149, кл, С 01 й 1900, 1985.Авторское свидгательство СССР М 1546916, к у.у 01 й "9 ИО 1988.,(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН(57 Использование изобретение относится к измерительной технике и предназначено для иэмсрениядзических еличин при наИзобретел ной технике и ния фиэичес систематическ меоения,Цель изоб сти измерений Цель даст мерения физ щемся в том,физическую ве ленную) в К 1 р физическую вс ленную) в К 2 р физическую ве ленную) в К,измеряют фиэ ляют значени формулеигается тем, что в способе изических величин, заключаючто в первом такте измеряют личину Х, усиленную (ослабаз, во втором так е измеряют личину Х, усиленную (ослабаз, в третьем такт измеряют личину Х, усиленную (ослаб+ К 2 раз, в четвертом такте ичсскую величину Х и вычисе физической величины по личии систематической погрешности средства измерения. Сущность изобретения: способ измерения физических величин заключается в том, что в первом такте измеряют физическую величину Х, усиленную (ослабленную) в К 1 раз, во втором такте измеряют физическую величину Х, усилен-, ную 1(ослабленнуЮ) в К 2 раэ, в третьем такте измеряют физическую величину Х, усиленную ,лабленную) в К 1+ К 2 раз, в четвертом такте измеряют физическую величину Х и вычисляю 1 истинное значение физической вели- ны по формуле Х = Йэ + М 4 - гч 1 - М 2, где ",. М 2, Кэ. М 4 - реэуль 1 аты измерений в первом, втором, третьем и четвертом тактах соотвтств,:нно, 2 ил,Х = 4 З+ И 4 - Й 1 - 42,где М 1, г 12, Йэ, г 44" результаты измерений в апервом, вором, третьем и четвертом тактах (рсоответственно,На фи, 1 приведена структурная схемаустройства, реализующего предложенныйспособ; на фиг, 2 показан график, иллюстри-рующий достигаемый выигрыш по точности СОизмерения.)Юустройство содержит блоки 1-3 заданиякоаффиоиеное усиления уослабленияу ФБключи 4, 5. 6, 8, 9, блок 7 умножения, средство измерений 10, вычислитель 11, Входустройства соединен с первым входом блока 7 умножителя и через ключ 9 - с входомсредства измерений 10. Выходы блоков 1 - 3задания коэффициентов усиления (ослабления) через ключи 4-6 соответственно соединены с вторым входом блока 7 умножения,выход котсрого через ключ 8 соединен свходом средства измерений 10, выкод которого соединен с входом вычислителя 11, выход которого служит выходом устройства, Блоки 1-3 мо 1 ут быть объединены в один, образуя например, управляемый делитель напряжения. В этом случае вместо трех ключей 4-6 будет использован только один.Прен 1 эгаемый способ осуществляется СлЕдугпщим обрлЭОмВ первом такте иэл 1 еряют ФВХ, усиленную(оспэблснну 1 о) в К 1 раз, во втором такте измсргнст ФВХ, усиленную (ослабленную) в К 2 раэ. в сетьем такте измеряют ФВХ, усиленнуюю ,ослабленную) в К 1+ К 2 рэз, в четвертом такте измеряют ФВХ. Результаты измерений в первом, втором, третьем и четверном тактах соответственно равныМ 2 == ЬК 2 Х+ д,тчз = Ь(К 1+ К 2)Х+ д.М 4 Х+ д, (1) где д - систематическая погрешность СИ; Ь - коэффициент, характеризующий действие лнультиппикативной систематической погреш ности устройства, осуществляющего усиление (ослабление) ФВХ в заданное число рэз. При этом значения погрешностей д, Ь априорно не известны,Результаты измерений г 11, 1 ч 2, гчз,гч 4 запом, нэют. Значение физической величины вычисляют по формулеХ - Рзй 4 %-82.Найденние по формуле 12) значение физической вяичнна Х не зависит от величин пои решносчси д Ь; 5 10 15 20 25 30 35 Х - .Ьг,;К 2)Х ф д+Х+д -(ЬК 1 Х+д )(3) гже Х, Х - результаты измерений искомой величины по предложенному и известному способу соответственно,График, показанный на фиг, 2, иллюстрирует достигаемый выигрыш по точности измерений для диапазона измерений (О)8, при условиях д 0,5 8; Ь = 1,2; К 1" 2; К 2.= 3), График построен по данным, приведенным в таблице. 40 45 50 55 Таким образом, предложенный способ обеспечивает повышение точности измерений ФВ, Достигаемый выи 1 рыш по точности равен Устройство работает следующим образомИзмеряемая величина Х подается на первый вход блока 7 умножения. Процесс измерений состоит иэ четырех тактов, В первом такте ключи 4 и 8 замкнуты, ключи 5, 6, 9 разомкнуты, Блок 1 задает величину коэффициента К 1, величина которого поступает на второй вход блока 7 усножения, на первый вход которого поступает ФВХ, На выходе блока 7 формируется величина К 1 Х, которая измеряется средством 10, На выходе средства 10 формирует ся реэул ьтат измерения М 1. Во втором такте ключи 5 и 8 замкнуты, ключи 4, 6 и 9 разомкнуты, Блок 2 задает коэффициент К 2, величина которого поступает на второй вход вблока 7 умножения, На выходе блока 7 формируется величина К 2 Х, которая измеряется средством 10, На выходе последнего формируется результат измерения М 2, В третьем такте ключи 6 и 8 замкнуты, ключи 4, 5 и 9 разомкнуты, Блок 6 задает коэффициент Кз = К 1 + К 2, величина которого поступает на второй вход блока 7 умножения, На выходе блока 7 формируется величина (К 1+ К 2)Х, которая измеряется средством 10 На выходе последнего формируется результат измерения Мз. В че; вертом такте ключ 9 замкнут, а ключи 4, 5, 6 и 8 разомкнуты. Средство 10 измеряет величину Х, формируя на своем выходе результат измерения Й 4, Искомое значение физической величины Х вычисляется блоком 11 по формулеХ = 4 з + Й 4 . М 1 "2Г р и м е р 1 Измеряемая вепичина - напряжение постоянного тока, Блоки 1-3 образуют делитель напряжения, выполненный на основе резисторов, В зависимости от состояния ключей 4-6 на выходе блока 7 формируются величины 81, Й 2, Йз и М 4. Измерения выполняются в условиях. при которых возникают погрешности д =- 1,5 В; Ь=0,8, Величины коэффициентов деления выбраны равными К 1" 0,2; К 2-0,4; К 1+ К 2 = -0,6. Истинное значение измеряемой величины равно Х - 150 В.На выходе средства 10 формируются результаты измерений для каждого иэ четырех тактов:Н 1=25,5 В: й 2-49,5 В; йз,5 В: й 41824589 5 Здесь 77,6 128 = 249,6 В г, ) А Здесь ХВ. Выигрыш по точности измерений со- ставляет 1137 - 150 1 100-24,2 150 Х- 3,7 В 11,1(Зи К 1 К 2 0,08,П р и м е р 2. Измеряемая величина - Напряжение переменного тока,Блоки 1-3 образуют делитель напряжеЬя, выполненный на резисторах. ИэмереЙЬя выполняются в условиях. при которых Мэникают погрешности д - 2 В. Ь - 1,2, Величины коэффициентов деления выбра- НЬ равными К 1- 0,3; К 2 - 0,5; К 1+ К 2 " 0,8, Истинное значение иэмеряемоЯ величина рЬвно На выходе средства 10 формируются результаты измерений для каждого иэ четырех тактов: Й 1- 77,6 В: М 2- 128 В; Мз,6 В; й 4- 212 В,Искомое значение физической величины, вычисленное блоком 11, равно Х - йз+ й 4- й 1- М 2-210 В. Выигрыш по точности измерениЯ согтавляет249,6 - 210100" 18.96 210 10 при К 1 К;. =0,15.Таким образом, предложенный способобеспечивает повышение точности измерений, Способ может быть использован при разработке измерительного комплекса бо товых навигационных систем.Формула изобретения Способ измерения физических величин,заключающийся в том, что последовательно производят три такта измерения, результа ты которых запоминают, причем в первомтакте измеряют физическую величину Х, усиленную (ослабленную) в К 1 раэ, во втором такте измеряют физическую величину Х, усиленную(ослабленную) в К 2 раз, где К 1 25 и К 2 - постоянные коэффициенты, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерений за счет исключения систематической погрешности, добавляют четвертый такт измерения, причем в треть ем такте измеряют физическую величину,усиленную (ослабленную) в К 1+ К 2 раз, а в четвертом такте измеряют физическу 1 о ве личину и вычисляют истинное значение физической величины по формуле Х = МзМа - й 1- М 2, где М 1, йг. Из и И 4 - запомненные результаты в первом, втором, третьем и чет вертом тактах соответственно.1 В 24589 30 ТО б 6 1 б Х,Корректор М,Тк кто Заказ 2223 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб 4/5 Произ енно-издательский комбинат Патент", г, Ужгород ул Гагарина Состав Техред Фиг. 2ль Л.ПоповаМоргентал