Способ измерения электрических и неэлектрических величин

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ 4 РЕСПУБЛИ 01 ЛЬСТВУ о КТРИЧ начен ения за счетт нелинейносГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСКОМУ СВИ(56) Туричин,А.М. Электрические измерения неэлектрических величин.М. - Л.: Энергия, 1966, с.367-371.Бромберг Э,М. и др. Тестовые меды повышения точности измерений.М.: Энергия, 1978, с,167-171.(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯИ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧ(57) Изобретение преднповышения точности измисключения погрешности ти. Измеряемую и эталонную величиныпреобразуют и регистрируют результатпреобразования. Кроме того, осуществляют преобразование К различныхзначений вспомогательной измеряемойвеличины. Результаты соответствующихпреобразований запоминают и проводятпреобразование К указанных значенийвспомогательной измеряемой величиныв сумме с измеряемой величиной. Результаты соответствующих преобраэований вновь запоминают и проводят преобразование эталонного значения измеряемой величины, которое так же запоминают, Значение измеряемой величины определяют по формуле, приведенной в тексте описания. 1 ил,м ч-чХ - Х = В - С Х - Хч+ч 2 к+ччк ч я 3)м( .,м+чХк+ч ) э 5 О 55 Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для создания измерительныхсистем с повышенной точностью.Цель изобретения - повышение точности измерения за счет исключенияпогрешности от нелинейности,Проведение дополнительно двух пре"образований, заключающихся в том,,что преобразуют К различных значенийвспомогательной измеряемой величины,запоминают результаты соответствуюгде М .К,а величина В и коэффициенты С,С Хчч 1 чч р чч Х -Х =В - С (Х -Х ) ч 9 2% ЯЯпозволяет определять с высокой точноотью значения измеряемых электрической и неэлектрической величин, используя для этого сумматор, переключатель, источник эталонной измеряе"мой величины, источник вспомогательной измеряемой величины, системный интерфейсный блок, устройство обработки результатов измерений, индикатор, триггер, клеммуПуск 1, кварцевый генератор, делитель частоты, элемент И, кольцевой делитель частоты, дешифратор.На чертеже приведена структурная схема устройства для реализации способа измерения электрических и не- электрических величин.Устройство, реализующее способ, содержит преобразователь 1 измеряемой величины в постоянное напряжение, обратный преобразователь 2, входной зажим 3, блок 4 сравнения, аналогоцифровой преобразователь 5, ключи б и 7, сумматор 8, переключатель 9, источник 10 эталонной измеряемой величины, источник 11 вспомогательной измеряемой физической величины,системный интерфейсный блок 12, блок 13 обработки результатов измерений,индикатор 14, триггер 15, клемму К "Пуск", кварцевый генератор 17, элемент И 18, делитель 19 частоты, кольцевой делитель 20 частоты, дешифращих преобразований Х , Ху Х , проводят преобразование К 2 Кчч 1указанных значений вспомогательной измеряемой величины в сумме с измеряемой величиной, запоминают результаты соответствующих преобразований Х ,Х Х , проводят преобра 13 ф чк 1зование эталонного значения У изме 6 ряемой величины, запоминают результат преобразования Х , определяют значения измеряемой величины У по формуле1"С -С определяются из системы линейных уравнений вида тор 21, причем зажим 3 через ключ 6соединен с первым входом сумматора8, второй вход которого через ключ 7 соединен с выходом переключателя 9,первый вход последнего соединен с источником 10, а второй его вход - с источником 11, выход сумматора 8 через последовательно соединенные блок 4 сравнения, преобразователи 1 и 5,блоки 12 и 13 соединен с индикатором14, выход преобразователя 1 черезпреобразователь 2 соединен с вторымвходом блока 4 сравнения, выход генератора 17 через последовательно соединенные элемент И 18, делитель 19 и 20 соединен с дешифратором 21, связанным с ключами 6 и 7, переключателем 9, источником 11, блоком 12 и нулевым входом триггера 15, выход которого соединен с вторым входом элемента И 18, единичный вход триггера 15связан с клеммой 16Устройство, реализуюшее способ,работает следующим образом,При поступлении импульса "Пуск 1на клемму 16, связанную с единичнымвходом триггера 15, на единичном выходе последнего устанавливаетсякоторая поступает на второй входэлемента И 18, при этом импульсы частотой следования Г с выхода генератора 17 поступают на вход делителя9, с выхода которого на вход дели+ С Хк. у, += я(х+ С (Х м+ мС м(Х,кХ як )з 134702 теля 20 поступают импульсы с частотой следования 2 Гц. Дешифратор 21 формирует управляющие сигналы. Первый импульс с выхода делителя 19 устанавливает ключ 6 в разомкнутое, а ключ 75 в замкнутое положения, переключатель - в положение Т 1 на выходе источника 11 устанавливается значение измеряемой величины У которое поступает на первый вход блока 4. На выходе преобразователя 5 имеется значение цифрового кода Х , соответствующего скомпенсированной величине У, . Зависимость между значением цифрового ко да Х на выходе преобразователя 5 и значением измеряемой величины У на первом входе блока 4 сравнения имеет, с учетом нелинейности преобразователей 1 и 2, их мультипликативной погрешности, вид- крутизна преобразования;- нелинейность преобразования. 25(2 К+1) импульс делителя 19 устанавливает ключ 6 в замкнутое положение, а на выходе источника 11значение измеряемой величины у . Вэтом случае на вход блока 4 сравнения поступает значение измеряемойвеличины (У+ У), На выходе преобразователя 5 имеется цифровой код Х,соответствующий скомпенсированнойвеличине (У+ У) . По команде (2 К+2) 4импульса код Х вводится в памятьблока 13 через блок 12,С приходом 4 К импульса в памятиблока 13 накапливается К значенийкодов Х а ф"к+ По командеУ = Я(Х+ СХ вычитая из уравнений системы (4)соответствующие уравнения системы(3), полагая первое уравнение систеВ - С Х - С Хм+111мф(х - х, ) = в-с, (х 4Представим нелинейность преобразования Р(Х) в виде полинома степени М+1 У = Я(Х + С Х +,.;+ С Х ).(2)С приходом второго импульса с выхода делителя 19 код Хвводится через блок 12 в память блока 13, Третий импульс устанавливает на выходе источника 11 значение измеряемой физической величины У , На выходе преобразователя 5 имеется цифровой код Х , соответствующий скомпенсированной величине У По команде четвертого импульса код Х вводится через блок 12 з память блока 13.С приходом 2 К импульса в памяти блока 13 накапливается К значений кодов Х- Х , , соответствующих К выходным значениям источника 11. Значения УУ У измеряемой великчины связаны согласно соотношению (2) со значениями цифрового кода ХыХв+ уравнениями(4 К+1) импульса ключ 7 переводится в разомкнутое положение, при этом на вход блока 4 поступает измеряемая величина У. На выходе преобразователя 5 получают цифровой код Х, соответствующий скомпенсированной величине У. (4 К+2) импульс с выхода делителя 19 посредством дешифратора 21 вводит через блок 12 код Х в па 11мять блока 13,Значения У, (У, + У) (У+ У)измеряемой величины связаны согласносоотношению (2) с цифровыми кодамиуравнениями+, , +СХ,)мы (3) нулевьм, получают систему линейных уравнений ви- даС Х Х -Х = В-С (Х22 1 12 2Я 1 Х- Х,= В - С, (Х,- Х,) -- С(Х в+1Х 21 д.1 ) Угде ВБС приходом (4 К+3) импульса с выхода делителя 19 по команде дешифратора 21 блок 13 решает систему (5), определяет коэффициент С 99 СМ и значение величины В, После окончанияпроцесса вычислений с приходом (4 К+10) импульса переключатель 9 пеС приходом (4 К+11) импульса кодХ, вводится в память блока 13.(4 К+12) импульс дает команду бло - ку 13 на вычйсление измеряемой величины У по формуле (7)9 используя определенные ранее коэффициенты С ,С 2С, величину В, значение 19эталонной величины У, и результат компенсации ХПосле окончания прооцесса вычислений (с приходом (4 К+17) импульса) значение измеряемой величины У индицируется на индикаторе 14. При поступлении (4 К+18) импульса дешифратор 21 посылает на нулевой вход триггера 15 логическую единицу, триггер переводится в нулевое положение, при этом на вход элемента И 18 поступает логический ноль. Импульсы с выхода генератора 17 не поступают на вход делителя 19, и процесс измерения заканчивается. Таким образом, предлагаемый способ позволяет получать код измеряемой величины, свободной от мультипликативной и нелинейной погрешности преобразователей 1,2 и 5,Где М 6 К 9а величину В и коэффициенты С 9 реводится в положение "1", а ключ бразмыкается. В этом случае на входсистемы (4) поступает эталонное зна-.5чение У измеряемой величины с вылхода источника 10. На выходе преобразователя 5 имеется код Х , соответствующий скомпенсированной величинеУ Исходя из уравнения (2) У, и Х, 1 О связаны соотношением 15Измеряемая величина У определяет.ся из соотношения (6), учитывая введенные обозначения, по формуле Формула изобретения Способ измерения электрических инеэлектрических величин, заключающийся в том, что преобразуют измеряемуювеличину У и регистрируют результатпреобразования Х,9 преобразуют эталонную величину У, и регистрируют 30результат преобразсвания Х , опредеО 9ляют коэффициенты градуировочной характеристики преобразования, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения точности измерений за счетисключения погрешности от нелинейности, проводят преобразование К различных значений вспомогательной измеряемой величины, запоминают результатысоответствующих преобразований Х 40 2 З2(К" 1Х , , Х 9 проводят преобразование К значений вспомогательной измеряемой величины в сумме с измеряемой величиной запоминает результатысоответствующих преобразований Х9 ф 9 19+1Х Х(9 а значение измеряемой величины У определяют по формуле 2 Хо 1 С 9, ., Сопределяют из системы линейных уравнений видаК Редактор И. Горна ор В,Бутяг Заказ 511 д.4/ л,Проектная,енно-полиграфическое предприятие, г.ужго Произв Тираж 729 ИИПИ Государств по делам изобре 3035, Москва, Ж Подписи ного комитета СССР ний и открытий 5, Раушская наб