Главная  Журналы 

0 1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166

хаотические, при которых она изменяется случайно, но имеет заданное распределение.

Примерами детерминированного алгоритма уравновешивания могут быть: алгоритм «исчерпывания» и алгоритм поразрядного уравновешивания. При алгоритме «исчерпывания»

0<(X- S«,<7J«7, (1.26)

Nx определяется последовательными «исчерпываниями» ступенями с размером (например, мерной емкостью, если X - это неизвестный объем жидкости). Числовое значение Л представляется первично в виде единичного одноканального последовательного кода, который в цифровой код преобразуется посредством счетчика импульсов. Этот метод широко применяется при измерении малых интервалов времени (п. 8.2).

.При алгоритме поразрядного уравновешивания

I О при X - Xj,<0,

л:- 2j к.-[Fi [sign (X-х.)] = 1 при л:-х[>о) <9- <-27)

где т - число разрядов, например, двоичного кода; xf - ~Чх - значение компенсирующей величины г-го разряда двоичного кода.

%, = ах

при X-XKm<0 ат = 0; . - .

при X-XKm>0 am = 1;

при X- (йтЛГкт + Clm-lXK m-i) < О = 0;

при X - {йтХт + um-iX m-i) > О am-i = 1.

Числовое значение Nх представляется первично в цифровом, например, двоичном коде. При этом по сравнению с равномерно-ступенчатым алгоритмом «исчерпывания» усложняется структура цифрового автомата управления, но при прочих равных условиях в A„/log„A„-раз увеличивается быстродействие.

Примером стохастического алгоритма может служить алгоритм статистического интегрирования, т. е. обработки среднего значения Хер случайного процесса X (i). В этом случае ОРМ управляется от генератора случайных чисел с равномерным распределением от О до Л„. Максимальное значение случайного процесса X (/) должно быть меньше номинального значения выходной величины меры Хлг. Тогда

О при X - XN, < 0; F[sign(X-X;,,)l= 1 Х-.4>0.



Следовательно, отработка должна производиться до тех пор, пока частость срабатываний УС при {X-х.)>0; %/Псум не будет равна отношению Xcp/Xfj . Тогда искомое

X,pjX (1.29)

"сум "

Следовательно, при наличии быстродействующей кодоуправляемой меры среднее значение сигнала можно измерить без аналого-цифрового преобразователя методом статистического интегрирования. Однако методу статистического интегрирования присуща медленная сходимость, которая при малом значении заданной погрешности приводит к значительному увеличению числа циклов сравнения По, а значит и времени измерения

где Ам - интервал времени между соседними моментами выдачи статистической кодоуправляемой мерой заданных значений Хд.

Относительное значение среднего квадратического отклонения погрешности статистического интегрирования

Относительное значение среднего квадратического отклонения погрешности от квантования при измерении среднего значения сигнала суммированием показаний аналого-цифрового преобразователя при симметричном и равномерном распределении погрешности от квантования

1 1 1

Ацп 2УЪЫ Vn„ 2ГзЛ„/Г„/Д/дцп -

Приведенные выражения для СКО при статистическом интегрировании и интегрировании с помощью АЦП и сумматора дают возможность определить область применения метода статистического интегрирования. Приравнивая и Одц, при условии одинакового времени измерения Тн, получим

А4, = . • (1.30)

Следовательно, получить выигрыш в точности при применении метода статистического интегрирования можно только тогда, когда статистическая кодоуправляемая мера обладает значительно более высоким быстродействием, чем аналого-цифровой преобразователь, т. е. при условии (1.30).

Разработаны статистические алгоритмы отработки, удобные для автоматизации и предназначенные, например, для измерения среднего

V 5-149 8 33



и среднего квадрэтического значения случайного процесса, а также детерминированные алгоритмы отработки и специальные системы счисления для обеспечения помехоустойчивости при отработке [39].

Второй метод уравновешивания с использованием одноканальиой нерегулируемой меры и одноканального регулируемого масштабного преобразователя (см. рис. 1.7,д) имеет уравнение

КХ = Хо, (1.31)

где К - коэффициент преобразования регулируемого ОРМП.

Этот метод целесообразен в случае.если трудно создать регулируемую точную меру. Недостатком метода по сравнению с нулевым (рис. 1.8,г) является невозможность создания режима компенсации для максимального снижения потребления из цепи X. Однако так же, как и во втором методе сопоставления, здесь для обеспечения прямой пропорциональности между X и Nx МП должен иметь коэффициент преобразования, равный N„/Nx. В одноканальном исполнении МП с таким коэффициентом преобразования получают на основе усилителя с глубокой отрицательной обратной связью, в обратную цепь которого включен простейший равноступенчатый делитель с/С = NJNg-Действительно, в этом случае

К МП ~ /Сус/(1 + /СусР);

при Кус > 1 и р = Nx/N,,

Ктп = 1/Р = NJNx.

Примером использования этого метода является автоматический измеритель уровней напряжений типа Н 110 ленинградского ПО «Вибратор».

Методы замещения

Дда ддименения методов прямых измерений без предварительных преобразований предполагается наличие дпя" данного X полного наг бора элементарных средств измерений: меры, устройства сравнения и масштабного преобразователя; однако экспериментатор далеко не всегда располагает полным набором средств измерений.

Если для измеряемой величины X не созданы устройства сравнения, но есть устройства сравнения для величины Y, то применяют измерительные преобразователи Y = f (Х). Однако применение измерительных преобразователей неизбежно приводит к возрастанию погрешности измерения. В метрологии разработаны специал"ьные методы измерения, основная задача которых заключается в устранении погрешностей, возникающих в ИП в этом случае. Эти методы называются методами замещения. Многие современные методы коррекции также основаны на этих методах. Рассмотрим два основных вида методов замещения с регулируемой мерой и с регулируемым масштабным преобразователем.

Метод замещения с регулируемой одноканальной мерой широко применяется при точных измерениях, основан на использовании набора элементарных средств: УС, ММ и ИП с уравнением Y = f (Х).





0 1 2 3 4 5 6 7 8 [ 9 ] 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166