Способ определения текущих значений физического параметра

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕКУЩИХ ЗНАЧЕНИЙ ФИЗИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА, основанный на первичном преобразовании параметра в сигналы измерительной . информации, вторичном преобразовании сигналов измерительной информации ряде измерений вторично преобразованных сигналов и вьщелении разностей каждых двух последовательно полугшнных ВЫХОДНЫХ сигналов измерительного устройства, отличающийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, вторичное преобразование сигналов измерительной информации осуществляют в соответствии с функцией, обратной градуировочной характеристике измерительного устройства, причем только для нескольких, например двух, первоначальных измерений, результаты которых запоминают как в узаконенных единицах измерения параметра, так и в единицах измерения выходного сигнала, находят .отношение каждых двух последовательно полученных разностей выходных сигналов измерительного устройства. не учитьюая нулевые разности, а текуйще значения параметра в узаконенных единицах измерения определяют из соотношеши к к.г, -(Х, - Х,)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (! 9) (11) (51)4 G Ot R 19/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, "" Ъ

I где Х„ результат К-ro измерения параметра, полученный в узаконенных единицах измерения; порядковый номер операции измерения без учета измерений, в момент выполнения которых значение выходного сигнала измерительного устройства не изменилось по сравнению с результатом предыдущего измерения;

Х1

Х, результаты первого и второго измерений параметра, полученные в узаконенных единицах измерения параметра; отношение двух последовательно полученных разностей выходных сигналов измерительного устройства, . р ..,, n; 1.

К

К

1 значение выходного сигнала измерительного устройства, соответствующее -му измере» нию; количество операций измерения параметра;

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3729959/24-21 (22) 27.04.84 (46) 30.09.85. Бюл. ?"- 36 (72) A.С. Ракушин (53) 621.317.7(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 331321, кл. Г 01 R 19/00, 1970 .

Земельман И,А. К вопросу о погрешностях измерительной аппаратуры.

Измерительная техника, 1966, Р 11, с. 22-28. (54)(57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ TEKNJ(HX

ЗНАЧЕНИЙ ФИЗИЧЕСКОГО ПАРАМЕТРА, основанный на первичном преобразовании параметра в сигналы измерительной . информации, вторичном преобразовании сигналов измерительной информации, ряде измерений вторично преобразованных сигналов и выделении разностей каждых двух последовательно полученных выходных сигналов измерительного устройства, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью упрощения и повышения точности, вторичное преобразование сигналов измерительной информации осуществляют в соответствии с функцией, обратной градуировочной характеристике измерительного устройства, причем только для нескольких, например двух, первоначальных измерений, результаты которых запоминают как в узаконенных единицах измерения параметра, так и в единицах измерения выходного сигнала, находят .отношение каждых двух последовательно полученных разностей выходных ,сигналов измерительного устройства, не учитывая нулевые разности, а текущие значения параметра в узаконенных единицах измерения определяют из соотношения

Х„=„Х,+(Х вЂ” Х )(1+ К+ K К+

1=1

1182417

Изобретение относится к электро,измерительной технике и предназначено для использования 13 информационноизмерительных системах.

Цель изобретения — упрощение способа гутем сокращения объема метрического обслуживания измерительного устройства, а также повышение точности измерений в измерительных каналах с нелинейной характеристикой преобра- 10 эования.

1а чертеже представлена общая с"руктура осуществления предложенного способа определения текущих значений физического параметра. 15

Схема состоит из блока 1 аппаратной реализации оператора А прямого преобразования измерительной информации, блока 2 аппаратной реализации оператора Н, приближенно обратного 20 оператору А, блока 3 сравнения с единицей измерения и блока 4 обработки, передачи и отображения информации.

Способ осуществляется следующим образом, 25 ,Ппя определения текущего значения физического параметра х(й) применяется измерительное устройство (измерительный канал информационно-измерительной системы), преобразующее пара- Зп метр x(t) в сигнал измерительной информации, а затем и сам сигнал. Блок 1 характеризует аппаратную реализацию в измерительном устройстве прямых преобразований измерительной информа З ции, блок 2 — аппаратную реализацию преобразования сигнала У; измерительной информации в соответствии с функцией, обратной градуировочной характеристике измерительного устройства. 40

Это преобразование носит приблизительный характер. Операция сравнения с едппицей измерения, как правило, технически реализуется при задании градуировочной характеристики. Блок 445

,объединяет в себе средства обработки, передачи и отображения информации.

Одно и то же измерительное устройство используется для осуществления всего цикла последовательнык измерений x(t).50

Вначале выполняют первое измерение параметра х. Получают сигнал измерительной информации У ..

Yg = fq(x ), где х . — значение параметра в момент первого измерения;

f (х ) — реальная функция преобра1 зования измерительного устройства.

Для получения результата первого измерения в узаконенных единицах измерения выходной сигнал измерительной информации подвергают преобразованию в соответствии с функцией, обратной градуировочной характеристике измерительного устройства:

X < = (p, (Y,) = ср, (fg(xÄ)) где Х вЂ” результат первого изме1 рения параметра х, полученных в узаконенных единицах измерений;

CP„(Y„) — функция, обратная градуировочной характеристике измерительного устройства.

Таким образом, в результате первого измерения получают значение параметра х, выраженное в узаконенных единицах измерения в виде х и в единицах измерения выходного сигнала измерительной информации в виде У,. Значения Х » и У, запоминают.

Точность первого изменения характеризуется погрешностью, вызванной отличием реальной функции преобразования f> (x<) измерительного устройства от ее номинального значения

f„(x ), а также отличием номинальной функции преобразования от градуировочной характеристики:

=Чг ((х ))

Второе измерение параметра х выполняют тем же самым измерительным устройством аналогично первому измерению и получают значение параметра х,, соответствующее моменту второго измерения, в узаконенных единицах измерения в виде Х, и в единицах измерения выходного сигнала измерительного устройства в виде Y . Значения Х, и У, запоминают °

Определяют разность результатов второго и первого измерений как в

-узаконенных единицах, так и в размерности выходного сигнала;

ЬХ=Х вЂ” X, Y=Y -Y

2 2

Выполняют третье измерение параметра х, но при этом преобразование выходного сигнала Y измерительной информации в соответствии с функцией, обратной градуировочной характеристике измерительного устройства, не осуществляют:

У3 fÂ(э где х — значение параметра х в моз мент третьего измерения, Определяют разность выходных сигналов измерительной информации для третьего и второго измерений (в раз мерности выходного сигнала Y): г з г

Определяют отношение первых двух последовательно полученных разностей выходных сигналов:

10 Ъ

1-Y -Yв.

"2 ченного результата х,:

3 з з

Указанная погрешность зависит не от соответствия реальной и градуиро35 вочной характеристик измерительного устройства в момент третьего измерения, а от погрешности определения значения х в результате первой операции .40 измерения (Х!) и погрешности определения разности значений (х > — х,) параметра х в виде (Х, — Х1).

Соответственно, нет необходимости в метрологическом обслуживании (повер45 ке, регулировке и т.п. ) измерительного устройства в точке Х, диапазона измерений, Последующие операции измерения выполняются аналогичным образом.

Значение параметра Х» в узаконенных единицах измерения определяют из соотношения:

Х» = jK + (Хг — Х4)(1 + К(+ К 1(г +55

+ ... + Г) К), где К; — отношение двух последовательно полученных разностей! где К вЂ” величина безразмерная .

Значение физического параметра х, в узаконенных единицах измерения определяют иэ соотношения:

Хз Х! (Хг Х1) (1 К!) где Х, — значение параметра х,, полученное в результате третьего Z0 измерения и выраженное в узаконенных единицах измерения;

Х, Х, — результаты первого и второго !

Э измерений, выраженные в узаконенных единицах измерения; 25

К вЂ” отношение первых двух после1 довательно полученных разностей BbIxopHblx сигналов измерительного устройства.

Погрешность 5 определения значенияя параметра х, характеризуется разностью его истинного значения и полувыходных тельного

К

Y„„„„— Y„ сигналов измериустройства;

2..., и и — количество операций измере-. ния параметра;

Y. — значение выходного сигнала измерительного устройства, соответствующее i-му измерению;

Х,, Хг — результаты первого и второго измерений параметра, полученные в узаконенных единицах измерения параметра;

Х вЂ” результат к-ro измерения к параметра, полученный в узаконенных единицах измерения; к — порядковый номер операции измерения беэ учета измерений, в момент выполнения которых значение выходного сигнала измерительного устройства не изменилось по сравнению с результатом предыдущего измерения.

Для определения Х может быть также использовано соотношение, записанное в несколько ином виде:

a-z

Х. Х!+ (Х Х!) П К

Если для любых двух йоследовательно .полученных выходных сигналов измерительного устройства получена нулевая разность

Yiá1 у1 О/ определение значения параметра х для (i+1)-го измерения не осуществляется, т.е, предполагается, что значение параметра в момент (i + 1)-ro измерения осталось неиэиенщ м по сравнению с результатом предыдущегого i-ro измерения. Так как указанная (i +1)-я операция измерения не дает новой информации об изменении значения параметра, порядковый номер (к + 1)-й операции не присваивается.

Объем метрологического обслуживания измерительного устройства при реализации предлагаемого способа определяется не всей, а лишь узкой частью диапазона измерений, в которой предполагается выполнение двух первоначальных измерений, и связан с использованием только двух образ1182417 османы

Х6

Составитель Л. Морозов

Техред Л.Микеш

Редактор JI. Пчелинская

Корректор Л. Бескид

Заказ 6100/43 Тираж 747

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д, 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 цовых мер (образцовых сигналов), одна иэ которых может быть нулевой.

Определения отношения К; каждых двух последовательно полученных разностей выходных сигналов не только . способствует сокращению объема метрологического обслуживания, но и позволяет повысить точность определения значения параметра. Во-первых, любая функция преобразования изме рительного устройства может быть подвергнута кусочно-линейной аппроксимации, поэтому при определенной частоте выполнения отдельных операций измерения зависимость выходных сигналов от значения измеряемого параметра, за время выполнения трех последовательных измерений соответствует линейному участку функции преобразования. В этом случае отношение К; не зависит от параметров функции преобразования и так называемая "погрешность нелинейности" не влияет на точность результата, Во-вторых, устраняется случайная составляющая погрешности, коэффициент коррек10 ции которой за время выполнения трех последовательных измерений близок к единице, Признак, заключающийся в определении значений параметра в укаэанных

1g единицах измерения на основе конкретной зависимости от результатов первоначальных измерений и полученных значений К, также обеспечивает достижение положительного эффекта.