Устройство поверки измерительных приборов переменного тока

 

Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для поверки измерительных приборов переменного тока. Целью изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей поверки Устройство содержит блок 1 программного управления , блок 2 вычисления погрешностей, аналого-цифровой преобразователь 3, коммутатор 4, цифровой генератор 7 испытательных сигналов, поверяемые приборы 8. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены блок 6 формирования режима дискретизации и гиперболический экстраполятор 5 предела. Функциональные схемы этих блоков приводятся в описании изобретения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. KD to О) IsD СП Фиг,.1

С01ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5l)4 а 01 R 35 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГГИЙ (21) 3794467/24-21 (22) 26.09.84 (46) 30.03.86. Бюл. У 12 (71) Омский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) Ю.В;Чистяков и В.Г.Шахов (53) 621.317.761 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 91 1395 ь, кл. G 01 R 35/00 э 20.02 ° 80 (54) УСТРОЙСТВО ПОВЕРКИ ИЗИЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА (57) Изобретение относится к области измерительной техники и предназначено для поверки измерительных приборов переменного тока. Целью

„„Я0„„1221625 A изобретения является повьппение точности и расширение функциональных возможностей поверки. Устройство содержит блок 1 программного управления, блок 2 вычисления погрешностей, аналого-цифровой преобразователь 3, коммутатор 4, цифровой генератор 7 испытательных сигналов, поверяемые приборы 8. Для достижения поставленной цели в устройство дополнительно введены блок 6 формирования режима дискретизации и гиперболический экстраполятор 5 предела. Функциональные схемы этих блоков приводятся в описании изобретения. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. Е

1221625

Изобретение относится к электроизмерительной технике, в частности к поверке измерительных приборов переменного тока.

Цель изобретения — повышение точ- 5 ности и расширение функциональных возможностей поверки.

На фиг.l изображена структурная схема устройства поверки : на фиг,2— структурная схема блока формирования режима дискретизации; на фиг.3— структурная схема гиперболического экстраполятора предела.

Устройство поверки содержит блок

1 программного управления, блок 2 вычисления погрешностей, аналогоцифровой преобразователь 3 (АЦП), коммутатор 4, гиперболический экстрапалятор 5 предела, блок 6 формирования режима дискретизации, цифровой генератор 7 испытательных сигналов и поверяемые приборы 8, выходы которых через коммутатор 4, АЦП

3, блок 2 вычисления погрешностей, гиперболический экстраполятор 5 предела, блок 1 программного управления, блок 6 формирования режима дискретизации подключены к входу генератора 7 испытательных сигналов, выход которого подключен к входам ЗО поверяемых приборов 8 и к входу коммутатора .4. Кроме того, второй выход блока 1 программного управления подключен к управляющему входу коммутатора 4, 35

Блок 6 формирования режима дискретизации содержит последовательно соединенные генератор 9 импульсов и счетчик 10 импульсов, выходы которого подключены к первым входам бло- 40 .ков 12 совпадения, вторые входы которых подключены к выходам дешифратора 11, а выходы — к входам элемента 13 ИЛИ, выход которого через двоичный счетчик 14 подключен к выходу блока 6 формирования режима дискретизации, а его входом является вход дешифратора 11.

Гиперболический экстраполятор 5 предела содержит блоки 15 и 16 вычи- 50

„тания кодов, входы которых являются входами гиперболического экстраполятора 5 пределов, перемножитель 17, первый вход которого подключен к первому входу блока 15 вычитания ко- 55 дов, второй вход перемножителя 17 подключен к выходу блока 16 вычитания кодов, а его выход — к первому входу блока 18 деления, второй вход которого подключен к выходу блока

15 вычитания кодов, задатчик 19 граничного значения, выход которого подключен к блоку 20 вычитания кодов, второй вход которого подключен к выходу блока 18 деления и к входу блока 21 перемножения, второй вход . которого подключен к второму входу блока 15 вычитания кодов, блок 22 деления, входы которого подключены к выходу задатчика 19 граничного значения и к выходу блока 21 перемножения, а выходы блока 20 вычитания кодов и блока 22 деления являются выходами гиперболического экстраполятора 5 предела.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 7 вырабатывает ряд переменных испытательных сигналов в виде кусочно-ступенчатых аппроксимационных напряжений (токов) кото%» рые поступают на поверяемые приборы

8 в качестве входных информационных сигналов ° В первом такте работы блок

1 программного управления через ком-. мутатор 4 периодически подключает сигналы с выхода генератора 7 к входу

АЦП 3. Полученная в результате совокупность цифровых эквивалентов дискретных значений испытательных сиг-. налов запоминается в блоке 2. По saпомненным значениям в конце первого такта вычисляются необходимые информационные параметры эталонных сигналов (действующие, средние значения, мощность и т.д.). Во -втором такте работы по сигналам от блока 1 программного управления коммутатор

4 производит поочередное подключение выходов поверяемых приборов 8 к входу АЦП 3, на выходе которого образуются коды выходных информационных параметров поверяемых приборов. В блоке 2 осуществляется вычисление погрешностей и их регистрация.

По окончании основного этапа поверки блок 1 программного управления последовательно во времени вырабатывает ряд кодов с нарастающим или убывающим итогом. Блок 6 формирования режима дискретизации обеспечивает пропорциональное входным кодам число тактов дискретизации на периоде испытательных сигналов. Блок 1 при каждом коде на

1221625 втором выходе обеспечивает повторение двух первых тактов работы устройства и определение погрешностей поверяемых приборов блоком 2 на каждой частоте дискретизации. Получен-, 5 ная погрешность состоит из основной систематической погрешности измерительного прибора и погрешности, обусловленной дискретизацией и квантованием при синтезе испытательных сигналов. Известно, что зависимость погрешности квантования от частоты дискретизации имеет гиперболический характер. Поэтому для выделения этой составляющей из суммарной не- 5 обходимс осуществлять экстраполяцию полученной зависимости с вычислением асимптотического предела.

Его значение соответствует систематической погрешности. Экстраполятор 20

5 осуществляет выделение этой составляющей путем предельной гиперболической экстраполяции (асимптотической аппроксимации} исходного ряда. Затем вычитанием систематической составляющей из исходного ряда определяется вторая составляющая.

В экстраполяторе 5 происходит также сравнение вьщеленйой составляющей с граничным ее значением, задавае- 30 мым для группы поверяемых приборов с одинаковым классом точности. После превьппения граничного значения блок I прекращает смену кодов на втором выходе. Таким образом, осуществляется выбор и установка блоком 1 программного управления оптимальной частоты дискретизации. Если погрешность квантования превышает граничное значение на любой частоте 40 дискретизации,. гиперболический экстраполятор 5 предела сигнализирует о недопустимости поверки данного типа приборов на конкретной поверочной установке и вычисляет необходимую 4S частоту дискретизации.

Блок 6 формирования режима дискретизации (фиг.2) работает следующим образом.

Двоичный код, приходящий от блока 50

1 программного управления на дешифратор ll преобразуется в нем в единичный позиционный -код, поступающий на первые входы блоков 12 совпадения, вторые входы которых подключены к 55 соответствующим выходам счетчика 10. импульсов. Генератор 9 импульсов постоянно вырабатывает импульсы на счетчик 10 импульсов. В зависимости от поступающего на дешифратор 11 кода открываются соответствующие блоки 12 совпадения, что меняет частоту дискретизации с изменением pasрядности выходного кода.

Для иллюстрации работы гиперболического экстраполятара предела запишем результирующую погрешность поверки .д при кусочно-ступенчатой аппроксимации эталонных сигналов:

8 = ---+ с, К

N (1) где Р— относительная суммарная погрешность;

Й " число интервалов дискретизации на периоде синтезируемых колебаний;

С вЂ” относительная систематическая погрешность поверяемых приборов.

В выражении (1) член К/N — погрешность квантования, которую в простейшем случае можно определить по двум измерениям с разными значениями Й (Й „ и Й ), которые задаются блоком программного управления. С выхода блока вычисления погрешностей поступают значения Й„ и Йп, а также соответствующие им значения относи-. тельной суммарной погрешности 8„ и8

По выражению (!) можно определить отклонения погрешности квантования в первой точке от допустимой и не обходимое число интервалов дискретизации (й,): (8 -82)Й

К/й„- а = -" ------ - а; (2) йч Йа (8,-, )Й Й

1 (3) а(й -N где а — допустимое значение погрешности квантования, задаваемого задатчиком 19 граничного значения. Согласно приведенным выражениям (2) и (3) реализована функциональная схема (фиг.3)..

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет значительно уменвшить ошибки поверки первого и второго родов, вызванные влиянием неидеальности меры (погрешности квантования и дискретизации), т.е. уменьшает вероятность присвоения поверяемому прибору класса точности как в большую, так и в меньшую сторону, повысить производительность поверки путем определения рабочего диапа1221б25

10

S зона частот и выбора опТимальной частоты дискретизации (при этом снижаются временные затраты по первому такту работы). Кроме того, расширяются функциональные возможности устройства поверки. С его помощью можно определить рабочий диапазон частот дискретизации для данной группы приборов и оценить возможность использования данного поверочного устройства для приборов заданного класса точности, а в случае невозможности использования путем экстраполяции определить минимально возможную частоту дискретизации. ключенным к его выходу счетчиком импульсов, выходы которого присоединены к первым входам соответствующих блоков совпадения, к вторым входам которых присоединены соответствующие выходы дешифратора, вход которого является входом упомянутого блока, причем выходы блоков совпадения подключены к соответствующим входам элемента ИЛИ, выход которого подключен к счетному входу двоичного счетчика, а выходы двоичного счетчика являются выходами блока формирования режима дискретизации.

Формула изобретения

Устройство поверки измерительных приборов переменного тока, содержащее коммутатор, управляющий вход которого присоединен к первому выходу блока программного управления, а его первый информационный вход подключен к выходу цифрового генератора испытательных сигналов и через клеммы для подключения поверяемых измерительных приборов связан с вторым входом коммутатора, и выход последнего через аналого-цифровой преобразователь соединен с входом блока вычисления погрешностей, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей поверки, в него дополнительно введены блок формирования режима дискретизации и гиперболический экстраполятор предела, причем четыре выхода блока вычисления погрешностей связаны с соответствующими входами гиперболического экстраполятора предела, оба выхода которого подключены к соответствующим входам блока.программного управления, а второй выход последнего через блок формирования режима дискретизации подключен к управляющему входу цифрового генератора испытательных сигналов.

2. Устройство по п,1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок формирования режима дискретизации состоит из генератора импульсов с под3, Устройство по п.1, о .т л и— ч а ю щ е е с я тем, что гиперболический экстраполятор предела содержит первый, второй и третий блоки вычитания кодов, первый и второй перемножители, первый и второй блоки деления и задатчик граничного значения, причей первый и второй входы первого блока вычитания кодов и первый и второй входы второго блока вычитания кодов являются соответствующими входами гиперболического экстраполятора предела, выход первого блока вычитаг;. ния кодов присоединен к первому входу.первого блока деления, первый вход первого блока вычитания кодов дополнительно присоединен к первому входу первого перемножителя, второй вход которого связан о выходом второго блока вычиТания кодов, выход которого подключен к второму входу первого блока деления, выход которого связан с первым входом второго перемножителя и первым входом третьего блока вычитания кодов, второй вход второго перемножителя соединен с вторым входом первого блока вычитания кодов, а выход — с первым входом второго блока деления, выход которого является вторым выходом гиперболического экстраполятора предела, выход задатчика граничного значения присоединен к второму входу третьего блока вычитания кодов и второму входу второго блока деления, а выход третьего блока вычитания кодов является первым выходом гиперболического экстраполятора предела.

Составитель А.Заборня

Редактор М.Митейко Техред И.Гайдощ. Корректор О.Луговая

Заказ 1610/53 Тираж 728 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðoä, ул. Проектная, 4