Устройство для определения погрешностейомметров

Зависимое от авт. свидетельствааявлено 06,11,1970 ( 1399576/18-10) 01 г 27 О присоединением заявки гх Приорит Комитвт по доламабрвтвиий и атирытири Саввтв МииистроСССР убликовано 19,Х 1,1971. Бюллетень3 та опубликования описания 15,П,1972 УДК 621,317.33088 вторыобретения, А. Кедрус вител ТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙОММЕТРОВ 2 Изобризмери 1Пришкалоймуле: и пр = (Кк - Лх) - 100гр приведенн огреш де 1 п р - линеино ность, % 11 - длина уч гося в т мой вели гр - длина ра Р - величина ния, под му омме- показанриходящеизмеряе астка шкалы,очке на единичины, лгг;бочей частиобразцовогоключаемого ктру;ие омметра. шкалы, лк; сопротивле проверяемолинейу рабопо ре- роходя- отметок стка шкалы 1 г измеряю етньв микроскопом, дли алы 1 р можно определи мерения радиуса дуги, редины самих коротких рабочей части шкалы. Длину уч кой или отс чей части ш зультатам и щей через с шкалы и углТаким образом, при время способ определе метров при их проверк лив, занимает много в еняемыи в настоящее ния погрешностей оме чрезвычайно кропотремени и сопряжен с ение относится к области электроьной техники.оверке омметров с неравномерной огрешности их определяют по форьмин и И. В, Корнееваоольшими вероятностями внесения суоьектггвных ошибок. Для автоматического получения значения 5 погрешностей магнитно-электрических омметров, нормируемых в процентах по отношению к длине рабочей части шкалы, по отношеншо к действительному значению измеряемого сопротивления и к конечному значению диапа зона измерений поверяемого прибора, в предлагаемом устройстве измерительная схема выполнена в виде блока преобразования сопротивление - напряжение, вход которого соединен с входохг блока преобразования наяря жение в к, выход которого соединен со входом реверсивного счетчика, управляемого блоком управления. Выход генератора эталонной частоты подклгочен к входу вентиля, управляемого блоком управления и реверсивнымо счетчиком, а выход вентиля подключен черезпереключатель к выходному делителю и двум другим последовательно соединенным делителям, выполняющим функции умножителей.Выход этих делителей соединен со входох реверсивного счетчика.При известном уравнении (1) шкалы поверяемого прибора погрешность, нормируемая в процентах по отношению к длпче рабочей части шкалы, может быть выражена следую щим образом;где т, 100 оп, (2)гиакс я) гинн Р) л 1 (й)где 11 =--Я чувствительность прибора в поверяемой точке шкалы;уравнение шкалы прибора;значения функции г(Р), соответствующие верхней и нижней границам рабочей части шкалы прибораа. 10 г(д) г ин н( (я) и гмпп (гс) р,ак известно, существует четыре вида магпптоэлектрических омметров:приборы с последовательной цепью и бесконечным пределом измерения;приборы с параллельной цепью и бесконечным пределом измерения;приборы с последовательной цепью и коне-аым пределом измерения;приборы с параллельной цепью и конечным пределом измерений. Уравнение шкалы прибора первого типаможно записать как:г=-г" йо+ ДхЯо - внутреннее сопротивлениеомметра;У- полная длина шкалы приЬо где гп бора;гг - напряжение источника питания прибора;о - постоянная измерительного механизма прибора,Чувствительность и длина рабочей частишкалы прибора соответственно равны;-- =Р (3)аВ.я, + ях)а- макс Ф) гмин Р) -тЛиакс - - гипн(4)яо + Вшн) Ро + гиакс) Тогда приведенная погрешность омметра с последовательной шкалой и бесконечным пределом измерения с учетом (3) и (4) может быть представлена в виде:Лг Жо + Ванн) Ро + гамака)л пр -Ьиакс гинн(5) представляют собой пересчетные устройства, 65 коэффициент пересчета которых оператор усК 1 00 оо с р) К1Ра + й. )М " 100 Ы,Ро + гх) 0 = -- относительная погрешМ Я г ность омметра;( ани) ( а+макс) ффгрмакс Вниющийся постояннОЙ величиной для прибора,Сопротивление Я 0 соответствует геометрической середине шкалы прибора. В связи сэтим формула (5) позволяет без дополнитель ных измерений определить приведенную погрешность омметров.Можно показать, что для остальных типовмагнитоэлектрических омметров приведеннаяпогрешность определяется по такой же фор муле (5), где Я 0 - внутреннее сопротивлениеприбора, соответствующее геометрической середине шкалы,Исключение составляют только приборы спараллельной цепью и конечным пределом измерения, для которого сопротивление Я 0 может быть определено по формуле10,5 гахн(6)гахн 2 г 0,5где гх 0,5 - отметка на шкале, соответствующая середине шкалы;гххп - верхний предел измерения омметра. Выражение (5) определяет алгоритм работы устройства автоматизированной поверки, позволяющего производить автоматическое вычисление погрешности поверяемых .омметров.40 Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2 - блоксхем а выходного делителя.В состав устройства входят блок 1 преобразования сопротивление в напряжен, блок 45 2 преобразования напряжение в к, два реверсивных счетчика д и 4, первый и второй делители 5 и 6 и выходной делитель 7, генератор 8 эталонной частоты, управляемый вентиль 9, блок 10 управления и переключатель 50 11 нормирования погрешностей поверяемыхприборов. Преобразователь сопротивления в напряжение представляет собой операцион.ный усилитель, в цепь обратной связи которого включено измеряемое сопротивление Л 55 а во входную цепь включено сопротивлениеЯн, равное измеряемому (сопротивление, соответствующее показанию поверяемого омметра). На вход усилителя подается эталонное напряжение. При этом напряжение на выходе 60 усилителя будет пропорционально отношениюВхвеличин сопротивлений . Делители д и Ойн5 10 15 60 65 танавливает вручную. Положение переключателя 11 (Пь Пь Пз) определяется способомнормирования погрешностей поверяемых приборов. Исходным является положение 1.Выходной делитель 7 (фиг. 2) состоит изтрех счетчиков С, С, С-З, выполненных натриггерах Т, - Т,ю и схемы переноса, выполненной на логических элементах И импульсно-потенциального типа. Триггеры счетчика Суправляют элементами И. СчетчикС- вычитающего типа, счетчики СиС- суммирующего типа,Перед началом измерений в счетчик С вводится число У р, соответствующее отметке Рю середины шкалы поверяемого омметра.В исходном состоянии вентиль 9 заперт.При проверке омметра регулируемое некалиброванное сопротивление Р подключается кповеряемому прибору и регулировкой его величины указатель поверяемого омметра подводится под нужную отметку шкалы. Затемсопротивление Я включается в цепь обратной связи операционного усилителя, а вовходную цепь усилителя включается образцовое калиброванное сопротивление К величина которого соответствует показанию поверяемого прибора. Коэффициент деления делителя Б устанавливается вручную пропорциональным номиналу Рделителя б - пропорциональным величине коэффициента Х,Работа схемы происходит в два цикла. Припервом цикле напряжение, снимаемое с операционного усилителя, преобразуется в преобразователе напряжение - код в число-импульсный код, фиксируемый счетчиком 3. После этого счетчик реверсируется на вычитание,открывается вентиль 9 и через вентиль и делитель б начинают проходить импульсы эталонного генератора, вычитаемые от числа,зафиксированного в счетчике 3, и заносимыеодновременно в счегчик 4. В момент окончания списывания числа со счетчика на выходепоследнего появится сигнал, обеспечивающийзапирание вентиля. На этом первый цикл работы схемы заканчивается. К концу этого цикла число, которое было зафиксировано в счетчике 3, перезаписывается в счетчик 4.Кроме того, при списывании со счетчика 3зафиксированного в нем числа в счетчик С делителя 7 вводится число, равное произведению списанного со счетчика 3 числа на коэффициент деления делителя б, т. е. пропорциональное величине сопротивления Л, Так каксчетчик Сработает на вычитание, то к концу перьвого цикла в нем устанавливается число У = У - У., где К - емкость счетчикаи У- число, соответствующее сумме сопротивлений 1 ю и Я,. После окончания первого цикла работы счетчик 4 реверсируется на вычитание, и переключатель 11 переводится блоком управления в положение 11. Помимо этого, в цепь обратной связи операционного усилителя включается калиброванное сопротивление, равное 20 25 30 35 40 45 50 55 по величине сопротивлению й. При этом в идеальном случае напряжение на выходе операционного усилителя равно входному.Двойное использование усилителя (при первом и втором циклах работы) позволяет скомпенсировать постоянные составляющие его погрешностей.В течение второго цикла работы преобразователь напряжение в к преобразует в код напряжение, равное входному напряжению операционного усилителя. Число, снимаемое с преобразователя 2, вычитается ог числа, зафиксированного в счетчике 4. В результате в счетчике 4 будет разностное число, пропорциональное относительной погрешности повеЬЯряемого омметра ю., = . После этого сноР р ва реверсируется счетчик 4 и открывается вентиль 9, в результате чего происходит списывание со счетчика 4 разностного числа, К моменту окончания списывания сигналом реверсивного счетчика 4 запирается вентиль ц заканчивается второй цикл работы. За время списывания числа со счетчика 4 на делитель 7 пройдет количество импульсов, пропорциональное величине авИПринцип работы выходного делителя 7 состоит в следующем,Перед началом второго цикла работы сигналом блока управления, подаваемым на логические элементы И, число У со счетчика Спереносится в счетчики Си С. Привтором цикле работы число У, пропорциональное величине аИвводится в счетчик С, При поступлении части числа Л, равной Уь счетчик Свозвращается в исходное нулевое состояние. Импульс, возникающий при этом на выходе С, поступает на вход счетчика Си одновременно на схему переноса, которая вновь переносит число У, из счетчика Св счетчик С. Как только новая часть вводимого числа У станет равной У, счетчик Сснова возвращается в исходное состояние и формирует импульс переноса и т. д. Таким образом, на вход счетчика Споступает количество импульсов, меньшее в У раз числа, вводимого в счетчик С. Счетчик Сработает аналогично, В связи с этим общий коэффициент деления схемы равен Ур.Следовательно, с выходного делителя 7 на регистрирующее устройство пройдет количество импульсов, пропорциональное величине х , ", т, е. соответствующее погрешно(о+ 1 х)" сти поверяемого омметра, приведенной к длине рабочей части шкалы,При проверке омметров, погрешности которых нормируются по отношению к действительной величине измеряемого сопротивления, переключатель 11 находится в исходном положении 1. Коэффициент деления делителя 5 устанавливается пропорциональным Яп, остальных делителей - равным единице. В де 321769литель 7 число, пропорциональное Ро, в отличие от первого режима не вводится.Регистрирующее устройство подключено непосредственно к выходу счетчика С(переключатель П, в делителе 7 находится в положении 11), Работа входной части схемы происходит точно так яе, как и в предыдущем режиме. При этом в течение первого цикла работы происходит запись в счетчик 3 числа, пропорционального отношению, за- Ра тем перезапись этого числа в счетчик 4, ввод числа, пропорционального Р в счетчик Сделителя 7,Во втором цикле работы переключатель 11 находится в положении 11 (после ввода в счетчик 4 второго числа получается в нем р азностное число, соответствующее отношеМгппо ак =Ь,Затем при списываании разностного числа вводится в счетчик Сделителя 7 число, пропорциональное ЛР. Со счетчика 7 пройдет на регистрирующее устройство количество импульсов, пропорциоЛйнальное величине , т. е, соответствующеех погрешности омметра, отнесенной к действительной величине измеряемого сопротивления.В случае поверки ом метров, погрешности которых нормируются по отношению к конечному значению диапазона измерений, переключатели П Пь Пз и По находятся в положении 11 в течение обоих циклов работы схемы. Реверсивный счетчик 3 и счетчики Си Сделителя 7 в работе схемы не участвуют.Коэффициент деления делителя 5 устанавливается пропорциональным номиналу Р, делителя б - единице.Коэффициент пересчета счетчика Сустанавливается вручную, пропорциональным верхнему пределу измерения Рмакс поверяемо го омметра. Работа входной части схемы происходит точно так же, как и в предыдущих режимах работы.В течение первого цикла работы в счетчик 4 вводится число, пропорциональное величине отношения . Во втором цикле работын в этом счетчике получается разностная вели чина, пропорциональная сс. После открывания вентиля при списывании со счетчика 4, числа, пропорционального сс, в делитель 7 вводится число, пропорциональное М, и с делителя 7 в регистрирующее устройство по 10 ступает количество импульса, пропорциональЬЯное отношению , т. е, погрешности оммаксметра, приведенной к конечному значению 15 диапазона измерений.Таким образом, предлагаемое устройствопозволяет автоматизировать процесс определения погрешностей маги итоэлектрических омметров. Параметры, вводимые в устройство 20 определения погрешностей, могут быть получены непосредственно по шкале поверяемого прибора без каких-либо дополнительных измерений, как это требуется при существующей методике поверки омметров.25Предмет изобретенияУстройство для определения погрешностейомметров, содержащее образцовое сопротив ление, соединенное с входом измерительнойсхемы, и источник питания, отличающееся тем, что, с целью автоматического получения значения погрешностей в виде число-импульсного кода, измерительная схема выполнена в 35 виде блока перобразования сопротивление -напряжение, вход которого соединен с входом блока преобразования напряжение в к, соединенным другим входом с блоком управления, а выходом - через переключатель с ре версивными счетчиками, другие входы которых подключены к блоку управления, а выход к управляемому вентилю, соединенному, в свою очередь, с генератором эталонной частоты, блоком управления и через первый и вто рой делители с входами реверсивных счетчиков, а через переключатель и второй делитель и переключатель - с входами блока выходного делителя, соединенного такяе с выходом блока управления.321769 фиг Составитель Т, АфонинаРедактор С, Хейфиц Техред Л. Богданова Корректор Т. Миронов 3 Типография, пр. Сапунова, 2 аказ 649/8 Изд,1730 Тираж 473ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при СоветМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Министров СССР