Устройство для линеаризации характеристик измерительных преобразователей

) Заявитель диотехнический и 5 Й) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЗАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ИэобртельнойИз весэации хобразовте граторцифроанпамяти,нации,эованиев цифро и15 етение относится к измеритехнике.тно устройство для линеарирактеристик измерительных претелей, содержащее датчик, инкомпаратор, переключатели,% логовый преобразователь, блок счет чи к, блок ло ги ки и индиоторое осуществляет преобрасигнала аналогового датчика ой код 13.10 Наиболее близким к предлагаемо:является устройство для линеаризахарактеристик измерительных преобэователей, содержащее датчик и блинтерполяции, выход которого являся выходом устройства, предусилитвключенный между выходом датчикавходом задания преобразуемого параметра вычислительного блока 23.Недостаток известных устройствналичие дополнительной погрешностиобусловленной влиянием на характе ристики датчика второстепенного (косвенного) параметра исследуемой среды.Цель изобретения - повышение точ-.ности устройства,Поставленная цель достигается тем,что устройС 1 во для линеаризации характеристик измерительных преобразователей, содержащее датчик, блокинтерполяции, выход которого является выходом устройства, дополнительно содержит компенсирующий датчик,блок памяти и сдвоенный переключатель режимов, подвижные контакты первой и второй контактных групп которого соединены соответственно с выходами основного и компенсирующего датчиков, первые неподвижные контактыпервой и второй контактных группсдвоенного переключателя режимов соединены соответственно со входом форми"мирования адреса основного параметраи входом формирования адреса компенсирующего параметра блока памяти,вторые неподвижные контакты первой89и второй контактных групп сдвоенного переключателя режимов соединены соответственно со входом задания основного параметра и входом задания ком-, пенсирующего параметра блока интер- . поляции, адресный выход блока интерполяции соединен с адресным входом блока памяти, информационный выход которого соединен со входом задания узлов аппроксимации блока интерполяции, информационные входы блока памяти являются входами задания узлов аппроксимации устройства.На чертеже приведена Ьок-схема устройства.Устройство содержит основной 1 и компенсирующий 2 датчики, блок 3 памяти, блок 4 интерполяции и сдво" енный переключатель 5 режимов.Предлагаемое устройство работает следующим образом.Предварительно калибруют основной 1 и компенсирующий 2 датчики в диапазонах изменения исследуемого Х и косвенного У параметров, установив переключатель 5 в верхнее положение.Калибровка характеризуется следующей совокупностью технологических операций:- поочередно устанавливают значения Х. и У параметров эталонной среды в узловых 1,-ых точках диапазона их изменения, контролируя их величину с помощью эталонных измерительных приборов;- измеряют установленные параметры Х; и У с помощью основного 1 и ком" пенсирующего 2 калибруемых датчиков, помещая их в измерительную среду, и получают с их выходов соответственно величины О 1 и Ч;- фиксируют закодированные значения контрольного параметра Х выходного параметра О линеаризуемого датчика .1 и выходного параметра Ч 5, компен" сирующего датчика 2 в ячейке с адресом 1 блока 3 памяти.При выполнении рабочих измерений параметра Х исследуемой среды переключатель 5 переводят в нижнее поло"жение.Затем помещают чувствительный элемент основного датчика 1 в исследуемую среду. Туда же помещают чувствительный элемент компенсирующего дат" чика 2 для измерения значения косвенного параметра У. На выходах основного 1 и компенсирующего 2 датчиков имеют место параметры О и Ч.М 47Параметры О и Ч подаются на выЧислительный блок 4, в котором по ихзначениям определяется начальный адрес , обеспечивающий выбор иэ бло-,а 3.ламяти значений О; 1, Ч;3, О иЧ. О, , Ч; . Этй пары значений являются координатами точек треугольника, площадью которого накрывается точка с координатами О и Ч.10 В выбранной зоне осуществляется ин)терполяция значения Х по известнымачениям О Ч, Оч Ч 1 О 4"5Ч, О 1 , Ч" и одинатам Х;и Х на основе кусочно-плоскостнойаппроксимации по выражению где О и Ч х=ч,ч )ц ч;),- ч ч - ч и.1" нч 1 Ц., -Ц Е" 121 .и1 ;,+,- 25 описывающему алгоритм работы блока 4.Следует отметить, что для получе"ния скорректированных значений Х могут бйть использованы вычисления с использованием аппроксимирующих функций 36 о - ч(х;, у;, о, х, у); (2) Ч Ч)(Х, У, Ч 1, Х, У); (3) где Х У - текущие значения параметров измеряемой среды - значения выходных величин датчикови 2; ных и выходных величин датчиков 1 и 2, полученных при калибровке, В частности Х может быть вычислено по аналитической зависимости, полученной иэ .(2) .и (3) в результате следующих) преобразований ,У - Ч, (Х, У Ч , Ч), откуда ХЦ " ГХ;, У 1, О, О, Я "У О, Ч) О, Ч 3 с (4)Зависимость (4), полученная из кон кретных аппроксимирующих функций 2 и 3, может служить основой и для аппаратной и для программной реализации блока 4.ЬфсуЬДпя реализации вычислительного бло" цто и Х но с ика 4 могут испольэовать,цто и Х, но с использованием вместодящего или раэвертыающ уравновешивания праправых и левых частей рав его Уравнове- также фиксируется в блоке памяти уственств (2) и (З) П и Роиства при калибровке, Вычислениери этом известными величинами являются 9 и уи при Двух параметрических иэмеискомыми - Х У Прениях может быть осуществлено поси . При реализацииблока Й на ЦВМ е обледовательно или параллельно во вре"на целесообразно использовать итерациоерационные методы поискамени в зависимости от конкретнойзначений Х и У о нов ереализации интерполяторай и , одновременно удов- ф Кроме того и е аг,;.,:.,. .торые пооко . ство может быть .реализовано какрые поочередно проверяются при каж," ааналоговыми, так и цифровыми средо наи лее просто блок Ч реаствами, что позволяет использоватьлизуется, если в о ессего при построении датциков и изме-,ся, если в процессе калибровки З рительных и еоб азо тдатчиков 1 2 получают табличную мых практически во всех областяхзависимость видаПрименение предлагаемого устройВ этом случае при калибровке задаства в сочетании с современнымиются значения 0 и Ч , которые долж" фф,ны быть на выходе датчиков 1 и 2, а,, ф средствами микроэлектронной вычислительной техники позволяет создавходные параметры Х и У подбираюттакчтобы получить заданные О и Чвать высококачественные иэмерительТаким образом, можно полуцить за- истмыные, информац.ионные и управляупра вляющиеданный закон разбиения области вос- Ипроизведения функции (например с равномерным шагом) Формула изобретенияПроцесс калибровки усложняется,но аппроксимирующая зааисимос"ь" ст устройство для линеаоизации хаэначительно пр 6 ще, 4 ем (Ц), и можетРактеристик измерительных преобраэобыть легко вычислена как аналоговыми, ва елей, со"ержащее датчик и блоктак и цифровыми средствами, Отметим, интерполяции, выход которого являчто табличная зависимость видается выходом устройства, о т л иможет быть получена также расчетнымцающе е ся тем цто с ельюо с цельюЗЗ повышения тоцности, оно содержит компенсирующий датчик, блок памяти иПредлагаемое устройство для лине" сдвоенный переключатель режимов, подаризации характеристик измерительных вижные контакты первой и второй кон"преобразователей позволяет более точ" тактных групп которого соединены соно измерять параметры объектов, чем ответственно с выходами основного иизвестное, за счет уменьшения побоч- компенсирующего датчиков, первые неного влияния косвенного параметра. подвижные контакты первой и второйДля целого ряда датчиков (давления, контактных групп сдвоенного перерасхода, температуры, вязкость и клюцателя режимов соединены саответт.д.), особенно подверженных влияффственнс со входом формирования адресэнию вторичных параметров, это имеет основного параметра и входом Формироважное значение и предлагаемое уст" вания адреса компенсирующего парамет"ройство позволяет в несколько раз ра блока памяти, вторые неподвижныеповысить точность линеаризации их контакты первой и второй контактныххарактеристик, групп сдвоенного переключателя режи"Устройство может эффективно при- мов соединены соответственно со вхоменяться в системах с двумя датчика- дом задания основного параметра бломи, на характеристики которых взаим- ка интерполяции и входом задания ком.но влияют измеряемые параметры, т,е. пенсирующего параметра, адресный выв системах, где параметр У является ход блока интерполяции соединен скосвенным для Х, а Х - косвенным адресным входом блока памяти, инфорИдля У. В этом случае истинные знаце- мационный выход которого соединен сония второго измеряемого параметра У входом задания узлов аппроксимациивычисляются по той же зависимости, блока интерполяции, информационные894747 Р 4,) (Ус ставитель Н. Балабошхред Е, ХаритончикЩома едактор Л. Пчелинская орре Тираж 748 НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Москва, В, Раушская наб., д.Заказ 11492 одписно филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,входы блока памяти является входами задания узлов аппроксимации устройства.Источники инФормации, принятые во внимание при экспертизе 8 1, Справочник по нелинейным схемам. Под ред. Д. Шейнголда. М., "Мир",1977, с. 374-376, Фиг. 3. 5, 16. 2. Там же, с. 96"97, Фиг, 23 1 з (прототип),