Устройство для определения погрешностейомметров

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

321769

Союз Советских

Социалистических.

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.11.1970 (№ 1399576/18-10) МПК G Olr 27!00 с присоединением заявки ¹

Приоритет

Комитвт по долом изобрвтвний и открытий ори Саввтв Министров

СССР

Опубликовано 19.Х1.1971. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 15.П.1972

УДК 621,317.33 (088.8) Авторы изобретения

В. А. Кедрус, И, В. Кузьмин и И. В. Корнеева

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОГРЕШНОСТЕЙ

ОММЕТРОВ

Изобретение относится к области электроизмерительной техники.

При проверке омметров с неравномерной шкалой погрешности их определяют по формуле:

pJI пр = (Кн — Rx) — 100%, (1)

1р где у., „р — линейно приведенная погрешность, 0 0;

1т — длина участка шкалы, приходящегося в точке на единицу измеряемой величины, л я;

/р — длина рабочей части шкалы, лк;

R.„— величина образцового сопротивления, подключаемого к проверяемому омметру;

RII — показание омметра.

Длину участка шкалы l> измеряют линейкой или отсчетным микроскопом, длину рабочей части шкалы (р можно определить по результатам измерения радиуса дуги, проходящей через середины самих коротких отметок шкалы и угла рабочей части шкалы.

Таким образом, применяемый в настоящее время способ определения погрешностей омметров при их проверке черезвычайно кропотлив, занимает много времени и сопряжен с большими вероятностями внесения субьективных ошибок.

Для автоматического получения значения

5 погрешностей магнитно-электрических омметров, нормируемых в процента. по отношению к длине рабочей части шкалы, по отношеншо к действительному значению измеряемого сопротивления и к конечному значению диапа10 зона измерений поверяемого прибора, в предлагаемом устройстве измерительная схема выполнена в виде блока преобразования сопротивление — напряжение, вход когорого соединен с ьходом блока преобразования навря15 жение †к, выход которого соединен со входом реверсивного счетчика, управляемого блоком управления. Выход генератора эт"-.ë.îííîé частоты подключен к входу вентиля, управляемого блоком управления и реверсивным

20 счетчиком, а выход вентиля подключен через переключатель 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 следую30 щим образом:

321769 И

= — т, 100,о ——

11) где

-,, )00о; (2)

4акс (R) 4и и (R) Л (R)

ГДЕ 1) = — —— аЯ чувствительность прибора в поверяемой точке шкалы; уравнение шкалы прибора; зна .ения функции l(R), соответствующие верхней и нижней границам рабочей части шкалы прибор а. „н„н, (Х) И анп,Р) E(a1 известно, существует четыре вида магН11тоэлектрических омметров: приборы с последовательной цепью и бесконечным пределом измерения; приборы с параллельной цепью и бесконечным пределом измерения; приборы с последовательной цепью и коне- 11ым 11ределом измерения; приборы с параллельной цепью и конечным пределом измерений.

Уравнение шкалы прибора первого типа можно записать как: г=-г„

Ro+ Rc

Ro — внутреннее сопротивление омметра;

U ! = — полная длина шкалы прил о где бора;

U — напряжение источника питания прибора; о — постоянная измерительного механизма прибора.

Чувствительность и длина рабочей части шкалы прибора соответственно равны: (: — (-): о (3) В: (Ro + R.») l =!„„,,(R) — l„,„„(R) =

» т Roaac Вин (4) (1 о + Rat н) (Ro + Raraac) Тогда приведенная погрешность омметра с последовательной шкалой и бесконечным пределом измерения с учетом (3) и (4) может быть представлена в виде:

Л о (Ro + ион) (Ro + 1тнакс) л пр—

1сиакс Raøí (5) представляют сооой пересчетные устройства, 65 коэффициент пересчета которых оператор усY 10004 = RRi. X

1 (Ro+ R,)

X " . 100,о, (Ro + 1 .») z = — — относительная погреш И

R „г ность омметра;

5 R — показание омметра;

) — ("о+1 "н) (R +R"") коэффициент, являЙнакс 1 мин ющийся постояннОЙ величиной для прибора.

Сопротивление R< соответствует геометрической середине шкалы прибора. В связи с этим формула (5) позволяет без дополнитель15 ных измерений определить приведенную погрешность омметров.

Можно показать, что для остальных типов магнитоэлектрических омметров приведенная погрешность определяется по такой же формуле (5), где Л11 — внутреннее сопротивление прибора, соответствующее геометрической середине шкалы.

Исключение составляют только приборы с параллельной цепью и конечным пределом измерения, для которого сопротивление 14 может быть определено по формуле (6)

4п 2 0,о где Ro,s — отметка на шкале, соответствующая середине шкалы;

R»„— верхний предел измерения омметра.

Выражение (5) определяет алгоритм работы устройства автоматизированной поверки, позволяющего производить автоматическое вычисление погрешности поверяемых .омметров.

4р Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг. 1; на фиг. 2 — блоксхем а выходного делителя.

В состав устройства входят блок 1 преобразования сопротивление †напряжен, блок

45 2 преобразования напряжение †к, два реверсивных счетчика 8 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 поверяемых приборов. Преобразователь сопротивления в напряжение представляет собой операционный усилитель, в цепь обратной связи которого включено измеряемое сопротивление R, 55 а во входную цепь включено сопротивление равное измеряемому (сопротивление, соответствующее показанию поверяемого омметра). На вход усилителя подается эталонное напряжение. При этом напряжение на выходе усилителя будет пропорционально отношению

Rõ величин сопротивлений . Делители 5 и 6

Rii

321769

65 танавливает вручную. Положение переключателя 11 (П, П, Пз) определяется способом нормирования погрешностей поверяемых приборов. Исходным является положение 1.

Выходной делитель 7 (фиг. 2) состоит из трех счетчиков С-1, С-2, С-3, выполненных на триггерах T> — Т» и схемы переноса, выполненной на логических элементах «И» импульсно-потенциального типа. Триггеры счетчика С-1 управляют элементами «И». Счетчик

С-1 — вычитающего типа, счетчики С-2 и

С-3 — суммирующего типа.

Перед началом измерений в счетчик С-1 вводится число Nр„, соответствующее отметке Rp середины шкалы поверяемого омметра.

В исходном состоянии вентиль 9 заперт.

При проверке омметра регулируемое некалиброванное сопротивление R< подключается к поверяемому прибору и регулировкой его величины указатель поверяемого омметра подводится под нужную отметку шкалы. Затем сопротивление Я„включается в цепь обратной связи операционного усилителя, а во входную цепь усилителя включается образцовое калиброванное сопротивление К„величина которого соответствует показанию поверяемого прибора. Коэффициент деления делителя 5 устанавливается вручную пропорциональным номиналу R» делителя б — пропорциональным величине коэффициента Х, Работа схемы происходит в два цикла. При первом цикле напряжение, снимаемое с операционного усилителя, преобразуется в преобразователе напряжение — код в число-импульсный код, фиксируемый счетчиком 8. После этого счетчик реверсируется на вычитание, открывается вентиль 9 и через вентиль и делитель 5 начинают проходить импульсы эталонного генератора, вычитаемые от числа, зафиксированного в счетчике 8, и заносимые одновременно в счегчик 4. В момент окончания списывания числа со счетчика на выходе последнего появится сигнал, обеспечивающий запирание 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 3 зафиксированного в нем числа в счетчик С-1 делителя 7 вводится число, равное произведению списанного со счетчика 8 числа на коэффициент деления делителя 5, т. е. пропорциональное величине сопротивления R, Так как счетчик С-1 работает на вычитание, то к концу первого цикла в нем устанавливается число N — — V — N, где V — емкость счетчика и N < — число, соответствующее сумме сопротивлений Ro и R

После окончания первого цикла работы счетчик 4 реверсируется на вычитание, и переключатель 11 переводится блоком управления в положение II. Помимо этого, в цепь ооратной связи операционного усилителя включается калиброванное сопротивление, равное

55 по величине сопротивлению й„. При этом в идеальном случае напряжение на выходе онер ацион но го усил ител я р а в по входному.

Двойное использование усилителя (при первом и второ и циклах работы) позволяет скомпенсировать постоянные составляющие его погрешностей.

В течение второго цикла работы преобразователь напряжение †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 повеЛЯ ряемого омметра а, = . После этого сноR p ва реверсируется счетчик 4 и открывается вентиль 9, в результате чего происходит списывание со счетчика 4 разностного числа. K моменту окончания списывания сигналом реверсивного счетчика 4 запирается вентиль и заканчивается второй цикл работы. За время списывания числа со счетчика 4 на делитель

7 пройдет количество импульсов, пропорциональное величине адЖ .

Принцип работы выходного делителя 7 состоитт в следующем.

Перед началом второго цикла работы сигналом блока управления, подаваемым на логические элементы «И», число N со счетчика

С-1 переносится в счетчики С-2 и С-3. Привтором цикле работы число Ж, пропорциональное величине а 1Я„, вводится в счетчик

С-2. При поступлении части числа N>, равной

N, счетчик С-2 возвращается в исходное нулевое состояние. Импульс, возникающий при этом на выходе С-2, поступает на вход счетчика С-3 и одновременно на схему переноса, которая вновь переносит число N, из счетчика С-1 в счетчик С-2. Как только новая часть вводимого числа N станет равной Nr, счетчик С-2 снова возвращается в исходное состояние и формирует импульс переноса и т. д. Таким образом, на вход счетчика С-3 поступает количество импульсов, меньшее в

N> раз числа, вводимого в счетчик С-2. Счетчик С-3 работает аналогично, В связи с этим общий коэффициент деления схемы равен Nt>.

Следовательно, с выходного делителя 7 на регистрирующее устройство пройдет количество импульсов, пропорциональное величине, 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 R» остальных делителей — равным единице. В де321769 литель 7 число, пропорциональное Ro, в отличие от первого режима не вводится.

Регистрирующее устройство подключено непосредственно к выходу счетчика С-2 (переключатель П, в делителе 7 находится в положении II). Работа входной части схемы происходит точно так же, как и в предыдущем режиме. При этом в течение первого цикла работы происходит запись в счетчик 8 числа, пропорционального отношению, за х

RH тем перезапись этого числа в счетчик 4, ввод числа, пропорционального R, в счетчик С-1 делителя 7.

Во втором цикле работы переключатель 11 находится в положении II (после ввода в счетчик 4 второго числа получается в нем р азностное число, соответствующее отношеhR 1 гппо с. —— н

Затем при списываании разностного числа вводится в счетчик С-2 делителя 7 число, пропорциональное AR. Co счетчика 7 пройдет на регистрирующее устройство количество импульсов, пропорциоЛЛ нальное величине, т. е. соответствующее х погрешности омметра, отнесенной к действительной величине измеряемого сопротивления.

Б случае поверки омметров, погрешности которых нормируются по отношению к конечному значению диапазона измерений, переключатели П>, П, Пз и IVIII находятся в положении II в течение обоих циклов работы cveмы. Реверсивный счетчик 8 и счетчики С-1 и

С-3 делителя 7 в работе схемы не участвуют.

Коэффициент деления делителя 5 устанавливается пропорциональным номиналу R,, делителя б — единице.

Коэффициент пересчета счетчика С-2 устанавливается вручную, пропорциональным верхнему пределу измерения R rar поверяемОго 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 работы

Лх

R r в этом счетчике получается разностная вели5 чина, пропорциональная сси. После открывания вентиля при списывании со счетчика 4, числа, пропорционального и>, в делитель 7 вводится число, пропорциональное AR, и с делителя 7 в регистрирующее устройство по

10 ступает количество импульса, пропорциональ

ЬЯ ное отношению, т. е. погрешности ом мдкс метра, приведенной к конечному значению

15 диапазона измерений.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс определения погрешностей магнитоэлектрических 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.

Предмет изобретения

Устройство для определения погрешностей омметров, содержащее образцовое сопротив30 ление, соединенное с входом измерительной схемы, 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 †к, соединенным другим входом с блоком управления, а выходом — через переключатель с ре40 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 вто45 рой делители с входами реверсивных счетчиков, а через переключатель и второй делитель и переключатель — с входами блока выходного делителя, соединенного также с выходом блока управления.

321769

Фиг. 1

Редактор С. Хейфиц

Корректор Т. Миронова

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Т. Афонина

Техред Л. Богданова

Заказ 649/8 Изд. № 1730 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

em@, лгРо гигу

ll7P.