Способ автоматической поверки стрелочных измерительных приборов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в производстве стрелочных измерительных приборов при автоматизации их поверки. Сущность изобретения: подают на поверяемый прибор изменяющийся по известному закону входной сигнал, сканируют с постоянной скоростью шкалу прибора, определяют в каждом цикле сканирования показание прибора и в момент отсчитывания показания по полученным данным строят интерполяционный многочлен, выражающий зависимость между показаниями прибора и времени в ходе поверки, из него находят моменты совмещения стрелки с поверяемыми отметками и погрешность прибора определяют как разность между номиналом поверяемой отметки, с которой совместилась стрелка, и действительным значением сигнала на входе в этот момент. 1 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в производстве стрелочных измерительных приборов при автоматизации их поверки.

Известен способ поверки, называемый способом регистрации совмещения, при котором стрелочный указатель путем изменения входного сигнала совмещается с поверяемой отметкой, а погрешность поверяемого прибора определяется как разность между номиналом поверяемой отметки и действительным значением сигнала на его входе.

Известен способ автоматической поверки стрелочных измерительных приборов, при котором момент совмещения определяется путем экстраполяции движения стрелки. Для этого в некоторый момент времени Т_и измеряется расстояние D_o между поверяемой отметкой шкалы и стрелкой и скорость V_o их сближения. В предположении постоянства V_o в пределах интервала экстраполяции момент совмещения Т_c определяется по формуле: T_c= T_и+ T_и+ (1) где D_о расстояние сближения стрелки и отметки за фиксированный интервал времени _o Недостатком этого способа является низкая точность определения момента совмещения стрелки с поверяемой отметкой, что приводит к погрешности поверки.

Цель изобретения повышение точности автоматической поверки.

Сущность изобретения состоит в том, что в каждом цикле сканирования определяют момент отсчета показаний и показание прибора, определяют показания прибора во всех поверяемых точках, определяют зависимость между показаниями прибора и временем в ходе поверки в виде интерполирующего многочлена, из которого находят моменты совмещения указателя с поверяемыми отметками.

Существенным отличием способа является то, что определение момента совмещения в нем проводится из интерполирующего многочлена, отражающего зависимость показаний прибора от времени в ходе поверки, построение которого проводится по показаниям прибора и моментам считывания показаний во всех поверяемых точках шкалы. Использование интерполяции позволяет более точно восстановить движение стрелочного указателя под действием изменяющегося входного сигнала при поверке, а следовательно, более точно вычислить моменты его совмещения с поверяемыми отметками.

На чертеже представлена упрощенная структурная схема устройства для осуществления способа автоматической поверки стрелочных измерительных приборов.

Устройство содержит поверяемый прибор 1, к входу которого подключен программно управляемый источник входных сигналов 2. Показания прибора 1 определяются автоматическим отсчетным устройством 3, подключенным через формирователь выходных сигналов 4 к устройству 5 регистрации и обработки информации, содержащему микропроцессор 6, таймер 7, запоминающее устройство 8 и устройство вывода 9. Блок 5 связан с входом управления источника 2.

Способ осуществляют следующим образом. По сигналу "Пуск" с блока 5 устройство 3 начинает оптически сканировать шкалу поверяемого прибора 1 в направлении, совпадающем с направлением шкалы. После установления постоянной скорости сканирования, при которой период сканирования обеспечивает за время поверки не менее одного отсчета в каждой поверяемой точке, устройство 3 считывает начальное положение стрелочного указателя, в момент которого блок 6 запускает таймер 7 и блок 2. В результате на вход поверяемого прибора 1 с блока 2 начинает подаваться монотонно изменяющийся по известному закону, например линейному, в пределах от нуля до номинального значения I_n конечной точки шкалы сигнал I: I S_c t (2) где t время; S_с скорость изменения входного сигнала, равная S_c= (3) Т время изменения сигнала от нуля до I_n. Проходя над шкалой устройство 3 в каждом цикле сканирования определяет показание прибора в виде расстояния D_к между указателем и к-й поверяемой отметкой и по таймеру 7 момент t_к его отсчета. Значения D_к и t_к заносятся процессором 6 в запоминающее устройство 8. После определения показаний во всех N поверяемых точках в устройстве 8 будут сформированы ряды показаний поверяемого прибора 1 в ходе поверки: D₁,D_к,D_N (4) и моментов их отсчета: t₁,t_к,t_N (5) Обработка полученных данных проводится следующим образом.

Расстояния D_к ряда (4) пересчитываются по уравнению шкалы прибора 1 в показания I_к прибора, выраженные в единицах градуировки шкалы:
I₁,I_к,I_N (6) Например, для линейной шкалы по формуле
I_к-I_ном.к+D_к (7) где I_ном.к номинальное значение к-й поверяемой отметки;
D_ш длина шкалы. Затем в виде интерполирующего многочлена P_n(t) степени n определяют зависимость между показанием прибора и временем в ходе поверки:
I(t) P_n(t), (8) для чего в формулу (8) подставляют значения из рядов (6) и (5). Последовательно полагая P_n(t) равным номиналам I_ном.к поверяемых отметок
I_ном.1,I_ном.к,I_ном.N, (9) находят ряд значений времени Т_к
Т₁,Т_к,Т_N, (10) в которые выполняется равенство
P_n(t) I_ном.к (11) Моменты времени Т_к ряда (10) являются искомыми моментами совмещения указателя с поверяемыми отметками. После этого, подставляя значения Т_к ряда (10) в формулу (2) определяют значения I'_к сигнала на входе поверяемого прибора 1:
I'₁,I'_к,I'_N (12) Ряд (12) представляет собой истинные значения входного сигнала, а ряд (9) соответствующие им значения, измеряемые прибором 1. Поэтому их разность _к:
к- I_ном.к I'_к (13) является искомой погрешностью поверяемого прибора в точке к.

Приведенный алгоритм обработки поверочной информации осуществляется автоматически процессором 6 по заложенной в запоминающем устройстве 8 программе, реализующей построение полинома (5), вычисления по формулам (2), (7), (13), вычисление моментов Т_к. Значение _к погрешности прибора в поверяемых точках накапливаются в блоке 8 и выдаются для регистрации блоку 9.

Формула изобретения

СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПОВЕРКИ СТРЕЛОЧНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ, согласно которому подают на поверяемый прибор монотонно изменяющийся по известному закону в пределах от нуля до номинального значения конечной точки шкалы входной сигнал, оптически сканируют шкалу с постоянной скоростью в направлении, совпадающем с направлением шкалы, при этом период сканирования устанавливают из условия обеспечения за время поверки не менее одного отсчета в каждой поверяемой точке, определяют в каждом цикле сканирования расстояние между указателем и поверяемой отметкой, рассчитывают моменты совмещения указателя с поверяемыми отметками, а погрешность прибора определяют, как разность между номинальным значением отметки и значением входного сигнала в момент времени, соответствующий совмещению указателя с отметкой, отличающийся тем, что в каждом цикле сканирования определяют момент отсчета показаний и показание прибора, определяют показания прибора во всех поверяемых точках, определяют зависимость между показаниями прибора и временем в ходе поверки в виде интерполирующего многочлена, из которого находят моменты совмещения указателя с поверяемыми отметками.

РИСУНКИ

Рисунок 1