Устройство для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя

Союз Советски кСоциалистическихРеслублик О П И С А Ы И Е по 900232ИЗОВРЕТЕЫИЯК АВТОРСКОМУСВИДЕТЕЛЬСТВУ(23) Приоритет по делам изобретений и открытий(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ Изобретение относится к измерительой технике, в частности к устройствам автоматической коррекции погрешностей, используемым в целях метрологического обеспечения прецизионных измерительно-вычислительных комп" лексов и инФормационно-измерительных систем.Известно устройство, принимаемое в целях автоматической коррекциитО погрешностей как измерительного преобразователя, так и измерительного канала в целом, состоящее иэ нескольких измерительных преобразователей и основанное на использовании мно 15 гозначных образцовых мер и образцо" вого прямого преобразователя, от точности которого существенно зависит точность коррекции 11.Однако количество необходимых образцовых мер определяется степенью нелинейности градуированной характеристики измерительного преобразователя. При высоких требованиях к 2точности измерения исходного анало гового сигнала и значительных погрешностях основной измерительной цепи корректируемого преобразователя, практическое использование рассматриваемого устройства неоправданно сложно и имеет низкую эФФективность в силу значительного числа необходимых образцовых мер и возможных ошибок при выборе образцовых мер, ближайщих к истинному значению измеряемой величины.Известно устройство, предназначенное для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя, реализующее аддитивный итерационный. метод автокоррекции, содержащее переключатель с двумя ключами, вход первого ключа которого соединен с источником иэмеряе" мого сигнала, а выход переключателя подсоединен ко входу корректируемого измерительного преобразователя, вычислительное устройство с памятью,9002 го 45 вход которого соединвн с выходомизмерительного преобразователя, образцовый обратный преобразователь,подключенный своим входом к блоку . памяти вычислительного устройства,а выходом - ко входу второго ключапереключателя 2.Однако устройство обладает невысоким быстродействиемобусловленным значительным числом дополнительных тактов прямых и обратных преобра" эований и обращений к блокам устройства коррекции, при больших погрешностях корректируемого измерительногопреобразователя, что имеет мес-. то для измерительных каналов информационно-измерительных систем и иэмерительно-вычислительных комплексов,Известное устройство позволяет исключить указанную погрешность за 3-5 и более циклов коррекции, соответственно число дополнительных преобразований сигнала возрастает до 10 и более. Недостатком устройства также является зависимость времени получения окончательно скорректированного результата измерения от величины погрешности корректируемого измерительного преобразователя. Применение данного устройства коррекции в цифровых информационно-измерительных системах требует использования в качестве образцовых обратных преобразователей прецизионных цифроаналоговых преобразователей, которые являются сложными35 и дорогостоящими техническими устройствами. Эти недостатки ограничивают область применения устройства не позволяют использовать его в быстродействующих информацонно-измеритель 40 ных комплексах для повышения их точности;Цель изобретения - повышение быст. родействия .устройства для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователяПоставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя, содержащее перек" лючатель с двумя ключами, вход первого ключа которого соединен с источником измеряемого сигнала, а выход переключателя подсоединен ко входу корректируемого измерительного преобразователя, вычислительный блок с па мятью, вход которого соединен с выходом измерительного преобразователя, образцовый обратный преобразователь,324введены сумматор, вычислитель, источник образцового сигнала, запоминающий блок и выключатель, а переключатель снабжен дополнительным ключом,при этом вход образцоього обратногопреобразователя подключен к одному изконтактов выключателя второй контакткоторого соединен с выходом измерительного преобразователя, выход образцового обратного преобразователя подключен ко входу запоминающего блока,соединенного своим выходом с первыми входами сумматора и вычислителя,вторые входы которых подключены кисточнику образцового сигнала, а выходы сумматора и вычитателя соединены совходами второго и третьего ключей переключателя.На чертеже приведена блок"схемапредлагаемого устройства для автоматической коррекции погрешностей измерительного преобразователя.Устройство содержит переключательс ключами 10-1, 10-2, 10-3 измерительный преобразователь 2, вычислительный блок 3 с памятью, выключатель 1, образцовый обратный преобразователь 5, запоминающий блок 6, вычитатель 7 сумматор 8, источник 9образцового сигнала.Устройство работает следующим образом.Исходный аналоговый сигнал х через замкнутый ключ 10-1 переключателя 1 подается на вход преобразовате.ля 2, имеющего номинальный коэффициент преобразования К,1 и номинальную статистическую характеристикупреобразования У=Кх.На выходе преобразователя 2 получается сигнал У 1 величина которого,с учетом отличия реальной статистической характеристики преобразованияизмерительного преобразователя от номинальной и с учетом реализуемой предлагаемым корректирующим устройствомкусочно-личейной аппроксимации реальной статистической характеристикипреобразованная отрезками прямых, связана с х зависимостьюУ=акх+Ь,где а - соответствует мультиплщкативной составляющей погреш"ности, определяемой изменением наклона реальной статистической характеристикиизмерительного преобразователя в процессе его эксплуатации, а также дифференциаль"5 9002ной нелинейностью, указаннойхарактеристики 1Ь - соответствует аддитивной составляющей погрешности, зависящей от .дрейфа нуля коррек- Втируемого преобразователя.Сигнал У поступает в блок 3 дляфиксации в его памяти и через замкнутый контакт выключателя 4 - на входпреобразователя 5, Полагая, цто погревности, вносимые преобразователемпренебрежимо малы и он реализует обратную функцию х=У/К, считаем, чтос его выхода в блок 6 поступает дляфиксации аналоговый сигнал х, эначение которого х=У /К. С выхода блока 6 сигнал х подается одновременно на первые входы вычитателя 7 исумматора 8. На вторые входы выцитателя 7 и сумматора 8 постоянно поступает сигнал И с выхода источника 9.На выходе вычитателн 7 образуетсясигнал х , значение которого к=У /К-И, а на выходе сумматора 8 " сигналх=У/Кф И.25Далее, при одновременном размыкании ключа 10- 1 переключателя 1, контакта выключателя 4 и замыкании ключа 10-2 сигнал х поступает на входпреобразователя 2, на выходе которо- ЗОго образуется сигнал У,. ЗначениеУ выражается зависимостьюУ=аКх +Ь.Сигнал У поступает в блок 3 дляфиксации его в памяти. При размыкании ключа 10- 1 переключателя 1 и замыкании ключа 10-2 этого переклюцате"ля сигнал поступает на ввод преобразователя 2. На выходе преобразователя2 образуется сигнал Уь, значение которого выражается зависимостьюУ=а Кх+Ь.Си гнал Упоступает на быстр одей ст вующий блок,Предлагаемое устройство коррекциипозволяет существенно уменьшить время,необходимое для получения конечногорезультата измерения, свободного отбольших погрешностей корректируемогоизмерительного преобразователя. Повышение быстродействия устройства коррекции достигается уменьшением до двухи фиксированием числа дополнительных 32 йтактов измерения при получении скорректированного результата,Выигрыш в быстродействии тем больше,чем больше погрешность корректируемо-го измерительного преобразователя,поскольку время получения скорректированного результата в предлагаемомустройстве в противоположность известному не зависит от величины погрешности корректируемого измерительногопреобразователя.формула изобретенияУстройство для автоматической коррекции погрешностей измерительногопреобразователя, содержащего после"довательно включенные переключатель,зажимы для подключения измерительного преобразователя и вычислительныйблок с памятью, а также образцовыйобратный преобразователь, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения быстродействия, в него введены сумматор, вычитатель, источникобразцового сигнала, запоминающий блоки выключатель, а переключатель снаб"жен дополнительным ключом, при этом,вход образцового обратного преобразователя подключен к одному иэ контактов выклюцателя, второй контакт которого соединен с выходом измерительного преобразователя, выход образцового обратного преобразователя подключен ко входу запоминающего блока, соединенного своим выходом с первыми входами сумматора и вычитателя,вторые входы которых подключены кисточнику образцового сигнала, авыходы сумматора и вычитателя соедй"нены со входами второго и третьегоключей переключателя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Земельман И,А. Автоматическаякоррекция погрешностей измерительныхустройств. И "Стандарт", 1972, с.56,рис. 10.2. Алиев Т.И., Сейдель Л.Р. Автоматическая коррекция погрешностейцифровых измерительных приборов.И., "Энергия" 1975, с.67, рис.2-1.900232 Редактор Н.Бобко Ефееэееа Тираж 713дарственного, изобретений и ва, Ж, Рау дпис СССР омитетаоткрытийская наб./5 Патент", г.ужгород, ул.Проектная,12177/64 ВНИИПИ Госу по делам 113035, Моск ЭФФИ ФФЮФФФФ Филиал ППП