Устройство для коррекции погрешностей измерений

 

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к устройствам , позволяющим автоматически корректировать погрешности измерений, например, температуры. Цель изобретения - повышение точности коррекции в автоматическом режиме измерений. Устройство содержит источники 1, 18 стабилизированного и опорного напряжений , первичный датчик 3 резистивного типа, компенсационный элемент 4 в виде резистора, три переключателя 2, 5, 9, усилитель 6, блок 7 аналого-цифрового преобразования, индикатор 10, генератор 11 циклов, делитель 12 частоты, генератор 13 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 14, блок 15 сравнения, задатчик 16 уставки, реверсивный цифроаналоговый преобразователь 17, элементы ИЛИ 20, 21 и два элемента И 8, 22. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (и)ю G 01 D 3/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4663723/10 (22) 12,01,89 (46) 07,06,91. Бюл. М 21 (71) Азербайджанское научно-производственное обьединение "Промприбор" (72) Б.М.Панахов, Э.М.Гаджиев,M.Е.Перельштейн и С.И.Драпкин (53) 681 121.8 (088.8) (56) Патент Японии

М 58-15043, кл. G 01 F 1/ОО, опублик, 1983.

Патент Японии

Q 59-47242, кл. 6 01 8 7/18, опублик. 1984. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ ПОГРЕШНОСТЕЙ ИЗМЕРЕНИЙ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в более конкретно к устройст„,5U 1654657 А1 вам, позволяющим автоматически корректировать погрешности измерений, например, температуры. Цель изобретения — повышение точности коррекции в автоматическом режиме измерений. Устройство содержит источники 1, 18 стабилизированного и опорного напряжений, первичный датчик 3 резистивного типа, компенсационный элемент 4 в виде резистора, три переключателя 2, 5, 9, усилитель 6, блок 7 аналого-цифрового преобразования, индикатор 10, генератор 11 циклов, делитель 12 . частоты, генератор 13 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 14, блок 15 сравнения, задатчик 16 уставки, реверсивный цифроаналоговый преобразователь 17, элементы

ИЛИ 20, 21 и два элемента И 8, 22. 1 ил.

1654657

25

35 счет на счетчике 72:

Изобретение относится к измерительной технике, а более конкретно к устройствам, позволяющим автоматически корректировать погрешности измерений, напримерр, температуры.

Целью изобретения является повышение точности коррекции в автоматическом режиме измерения.

На чертеже показана структурная схема устройства.

Устройство содержит источник 1 стабилизированного напряжения, первый переключатель 2, первичный датчик 3 резистивного типа, компенсационный элемент 4 в виде резистора, второй переключатель 5, усилитель 6, блок 7 аналого-цифрового преобразования в виде «омпаратора 7>, счетчика 7z, цифроаналогового преобразователя (ЦАП) 7з, второй элемент И 8, третий переключатель 9, цифровой индикатор 10, генератор 11 циклов, делитель 12 частоты, генератор 13 тактовых импульсов, реверсивный счетчик 14, блок 15 сравнения, задатчик 16 уставки, реверсивный цифроаналоговый преобразователь 17, источник 18 опорного напряжения с регулирующим аттенюатором 19, элементы ИЛИ 20 и 21 и первый элемент И 22, соединенные определенным образом.

Источник 1 соединен с входом переключателя 2, который периодически подключает

его к резистивным делителям с рабочим первичным датчиком 3 и компенсационным элементом 4, Выходы рабочего первичного датчика 3 и компенсационного элемента 4 через второй переключатель S поочередно подключают к входу усилителя 6.

Переключатель 9 периодически (один раз за десять циклов) подключает выход элемента И 8 через элемент ИЛИ 20 к счетному входу реверсивного счетчика 14. Последний связан с блоком 15, который соединен с цифровым задатчиком 16 уставки, куда вводят числа, соответствующие подключенному в схему компенсационному элементу 4.

Значения температуры, измеренные образцовым первичным датчиком, устанавливают на лимбе аттенюатора 19. Положение аттенюатора позволяет скорректировать прогрессирующую систематическую погрешность рабочего первичного датчика, С периодичностью, задаваемой генератором 11, осуществляется компенсация аддитивной погрешности, обусловленной дрейфом нуля электронного измерительного преобразователя. Делитель 12 частоты (например, один компенсационный цикл на десять рабочих) задает периодичность компенсации мультипликативной погрешности, обусловленной изменением чувствител ьности тракта электронного преобразователя, Компенсация прогрессирующей систематической погрешности первичного датчика 3 осуществляется вручную по сравнению с образцовым первичным датчиком.

Компенсацию аддитивной погрешности осуществляют за первую половину периода одного цикла, вторая половина цикла, используется для рабочего измерения, В первую половину периода цикла переключатель 2 отключает источник 1 от первичного датчика 3, а переключатель 5 подключает сигнал первичного датчика 3, соответствующий нулевому уровню, через усилитель 6 на вход компарэтора 71. Выходной потенциал компаратора дает разрешение счета в счетчике 7z, который заполняется импульсами от генератора 13 тактов. По мере заполнения счетчика связанный с ним ЦАП 7з увеличивает величину напряжения на своем выходе, соединенном вторым входом компарэтора 7> до тех пор. пока оно не сравняется с сигналом нулевого уровня. В момент сравнения полярность напряжения на выходе компараторэ изменяется нэ противоположную, что прекращает счет импульсов в счетчике 72, В счетчике формируется число, соответствующее нулевому уровню сигнала.

Элемент И 8 в этот период времени закрыт напряжением генератора 11. Во вторую половину периода цикла переключатель 2 подключает источник 1 к первичному датчику 3 и его выходной сигнал, соответствующему текущему значению измеряемого параметра, через переключатель 5 и усилитель 6 поступает на вход компаратора 7>. Так как это напряжение больше, чем напряжение нулевого уровня, то компаратор 7> возвращается в исходное положение и разрешает

Одновременно вторая половина периода цикла, задаваемая генератором 1>, открывает элемент И 8. Тактовые импульсы поступают на вход счетчика 7z, продолжая

его заполнять, а также проходят на выход элемента И 8; Счетчик 7z заполняется импульсами генератора 13 до тех пор, пока напряжение на выходе ЦАП 7з не сравняется с напряжением нэ первом входе компаратора 71.. В этот момент полярность напряжения нэ выходе компэратора 71 меняется на обратную, прекращает счет счетчика 7z и закрывает элемент И 8. За время открытия элемент И 8 на выход проходит число, соответствующее текущему значению измеряемого параметра и свободное от аддитивной погрешности, так как оно равно разности и = й1- Ио, где No — число, соответствующее нулевому начальному уровню

1654657

10

20.25

35

55 сигнала; N1 — суммарное число. записанное в счетчике за один цикл. Счетчик 72 сбрасывается на нуль, подготавливаясь к следующему циклу.

Коррекцию мультипликативной погрешности выполняют за отдельный компенсационный цикл, выдаваемый делителем 12, например, на каждый десятый импульс генератора 11 циклов. Во время действия компенсационного цикла, кроме указанной последовательности операций, корректирующих аддитивную погрешность, переключатель 5 подключает вместо первичного датчика 3 компенсационный элемент 4 через усилитель 6 на вход компаратора 71, а переключатель 10 выход элемента И 8 вместо индикатора 10 подключает через элемент ИЛИ 20 на вход счетчика 14.

Счетчик 14 записывает число N,,соответствующее сигналу компенсационного элемента 4, Это число сравнивается в блоке

15 с числом, записанным в цифровом задатчике 16, которое записывается заранее и соответствует номиналу компенсационного элемента 4 без учета погрешностей, вносимых трактом электронного преобразователя, В зависимости от результата сравнения (больше или меньше} на входе блока 15 возникает сигнал соответствующей полярности или при равенстве чисел сигнал отсутствует. Сигнал блока 15 устанавливает направление счета (прямое или обратное) в счетчике 14, а также в реверсивном ЦАП 17, Наличие управляющего сигнала на выходе блока 15 сравнения обеспечивает управляющий сигнал на выходе элемента ИЛИ 21, который открывает элемент И 22 для прохождения тактовых импульсов генератора

13 на вход счетчика 14 и ЦАП 17, Например, если число, записанное в счетчик 14, меньше числа уставки в задатчике 16, управляющие сигналы блока сравнения обеспечивают положительный счет тактовых импульсов в счетчике 14 и ЦАП 17.

Счет импульсов продолжается до тех пор, пока значения чисел не уравняются, В этот момент на выходе блока 15 исчезает управляющий сигнал, затем, соответственно, закрывается элемент И 22 и прекращается через него поток тактовых импульсов. Число, записанное в ЦАП 17, регулирует величину напряжения источника 18, связанного через атгенюатор 19 с аналоговым входом

ЦАП 7з. Аналогично проходит работа схемы при неравенстве противоположного знака.

Формула изобретения

Устройство для коррекции погрешностей измерений, содержащее первичный датчик резистивного типа. компенсационный элемент в виде резистора, источник опорного напряжения, три переключателя, последовательно соединенные усилитель и блок аналого-цифрового преобразования, источник напряжения, цифровой индикатор, о тл и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности коррекции в автоматическом режиме измерения, в него введены два элемента И, два элемента ИЛИ, задатчики уставки, последовательно соединенные реверсивный счетчик и блок сравнения, вторая группа входов которого соединена с выходами эадатчика уставки,реверсивный цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен через источник опорного напряжения с вторым входом блока аналого-цифрового преобразования, первый и второй управляющие входы — с соответствующими первым и вторым управляющими входами реверсивного счетчика, блока сравнения и через первый элемент ИЛИ и первый элемент И вЂ” co счетным входом реверсивного цифроаналогового преобразователя, подключенным через второй элемент ИЛИ к счетному входу реверсивного счетчика, генератор тактовых импульсов, подключенный выходом к другому входу первого элемента И, к третьему входу блока аналого-цифрового преобразования и к первому входу второго элемента И, а также делитель частоты и генератор циклов, подключенный выходом к управляю цему входу первого переключателя, к четвертому входу блока аналого-цифрового преобразования, к второму входу второго элемента И и через делитель частоты — к управляющим входам второго и третьего переключателей, при этом источник напряжения соединен через первый переключатель с одними выводами первичного датчика и компенсационного элемента, другие выводы которых подключены через второй переключатель к входу усилителя, другой вход первого переключателя соединен с шиной корпуса, выход блока аналого-цифрового преобразования соединен через второй элемент И и третий переключатель с входом цифрового индикатора, другой выход третьего переключателя соединен с другим входом второго элемента ИЛИ, а блок цифроаналогового преобразования выполнен в виде последовательно соединенных счетчика, цифроаналогового преобразователя и компаратора, выход которого подключен к разрешающему входу счетчика и является выходом блока цифроаналогового преобразования, первым входом которого является второй вход компаратора, вторым входом— управляющий вход цифроаналогового преобразователя, третьим и четвертым входами— соответствующие счетные входы счетчика.