Введение к работе
Актуальность работы. Стрелочные электроизмерительные приборы (СЗЩ являются наиболее массовыми средствами измерений. В современных экономических условиях за счет своей невысокой стоимости они оказываются наиболее конкурентоспособными изделиями в области приборостроения , что определяет их выпуск объёмами в несколько миллионов штук в год на приборостроительных предприятиях страны. Вместе с тем„ уровень автоматизации производства данных приборов, а , особенно контрольно-измерительных операций, к которым относится и поверка , недостаточен.
Наиболее широко в области автоматизации поверочных работ известны исследования проводимые более 30 лет во ВННИМСе под руководством А.Я. Везикович, В.И. Прицкера, СП. Эскина. Развитие номенклатуры средств автоматизации поверки, во второй половине 80-х в начале 90-х годов показало, что автоматическое выполнение традиционных методов поверки не дает значительного выигрыша в производительности и точности отсчета погрешности, а, следовательно, качественное изменение ситуации возможно только на основе разработки новых способов и алгоритмов поверки ориентированных в своей основе на автоматическую реализацию. В данном направлении в Томском политехническом университете под руководством д.т.н. М. С. Ройтмана , к.т.н. Ю. Г. Свинолупова, к.т.н. Д.Л.Удута выполнен ряд работ в основу которых положены способы автоматической поверки, реализующие концепцию обучающихся измерительных систем. Известны работы выполненные под руководством д.т.н. Ю.А.Хохлова, к.т.н. В.В Мизи-нова, содержащие новые способы расчета и компенсации погрешности автоматического считывания показаний стрелочных измерительных приборов средствами телевизионного считывания. Алгоритмические решения, полученные в дачных работах, позволяют значительно эффективнее использовать существующие технические средства автоматизации поверки , учитывать и исключать их инструментальные погрешности, организовывать поверку в соответствии с характером шкалы и видом погрешности у поверяемых приборов. Особенностью этих работ является то , что разработанные технические решения ориентированы на использование в качестве устройств считывания показаний систем технического зрения построенных на базе передающих телевизионных камер.
Повышение точности поверки может быть также достигнуто проведе-
- 4 -
ниєм многократных измерений с последующей статистической обработ
кой данних . Однако с увеличением числа наблюдений прямо пропорци
онально падает производительность поверки. В данном случае реиение
садачи повинніш производительности достигается использованием при
позерке динамических регашов задания входных калиброванных сигна
лов. ' .
По сражению со способами автоматической поверки, использующий статически ре:,гиы, использование при поверке динамических ре-хдшоз обеспечивает кроме высокой производительности, такие универсальность : способы ыогут быть реализованы на базе систем автоматизации поверки с различна.) принципо:.; считывания показаний (олтоз-,:.!,'j;TpoKi!i:n, емкостной, телевизионный ), они позволяют поверять прибори іїаіі с.типовыми , таї; и с ивдиввдуальнша шкалами (линейный і: ь-елинейный тип градупровочкой характеристики) , они позволяет /сверять приборы с вариацией показаний (колебательным характеров переходного процесса прибора). Таким образом, разработка ковы;-: способов автоматической поверки, кспользуюдх; методы динамических р п і, jCiormT сущгствужцие в данной области технические ре-i
Ц п in является исследование характеристик и алгоритмов
u»o а.1 -ч d о і говорки стрелочных электроизмерительных приборов в
„ itc р._ -.ах, разработка и исследование новых способов ав-
лі ч с о і иьсрки в динамических релимах , обладало; высокой
j-, li-j іосїіло , универсальность» и ориентированных на массо-
j " во Зга ціль достигается ранением следующих основних
!,_ ^Оіі^а і ojoc. звание CvOj^i. iC і і з^ль процесса авто-u ^ і j зр л , \i,,^i^.ii дни- ч-с і jj .,.,,. подвїЕЛіон час-
_ -, Сі Э СЧІіі.і 1 у. ПЗ j. ~ І 1- Е^.ІМОСВЯЗЬ;
~ ^о ііі і> ^ і \,_л a j х зі, стрелочного
і о н .зі і - і do о Сі 1l_ по _занпй па >;а-
'іов -лі, о ово-7 it лоч^іі,) о іС ^іі^ской повор;:п;
t ) Jib сТСр і! 3^ ^. хС _и ,С, ОЙ ПОВйриГі В
і- ір jo.o с і, ю * р і пвпдуалиымп
л -а.и.1 r Di n.iit і. _ способов и алго-
1 о" і CT Q „ р,и XLHLIX Приборов
» - h і'^і і^ v;.jro p ,і ifp/i части її
С 'J " ,
5. Анализ и оценка структур систем автоматизации поверки применительно к реализации разработанных способов в условиях массового производства.
Методы выполнения исследований. Работа выполнена с использованием методов имитационного моделирования,.математической статистики, теории идентификации, теории погрешностей и обработки результатов измерений. Достоверность разработанных научных положений и выводов подтверждена результатами имитационного моделирования и опытных испытаний на технологической установке.
Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что :
разработана обобщенная имитационная модель функционирования системы автоматизации поверки;
разработан универсальный способ автоматического считывания показаний со шкал стрелочных измерительных приборов ;
предложен метод определения динамических характеристик под-видной части СЭЛ, ориентированный на использование в системах автоматизации поверки;
разработан способ автоматической поверки СЭП в динамическом режиме подвижной части с расчётным исключением динамической погрешности показаний;
разработаны производительные способы автоматической поверки СЭП, совмещающие использование динамического режима задания входного сигнала с динамическим.отсчетом показаний.
Практическая ценность работы состоит в том, что -.
1. Разработанная модель функционирования системы автоматизации поверки позволяет имитировать различные способы поверки,' исследовать их, выделять наиболее удачные технические решения .и использовать их для разработки новых точных и производительных способов автоматической поверки.
' 2. Способ автоматического считывания показаний позволяет определять показания стрелочных измерительных приборов с любым характером шкалы при использовании динамическихотсчетных устройств любого типа (с двухкоординатным или однокординатным считавшие!,! шкапы);
3. Метод определения, динамических характеристик подвижной части СЭП, ориентированный на использование в системах автоматизации поверки, позволяет учитывать динамическую погрешность показаний , возникающую при использовании для поверки динамического режима задания входного сигнала;
4. Способы автоматической поверки в -динамических режимах обеспечивают высокую производительность при сохранении точности операции и реализуются на базе существующих систем автоматизации поверки стандартного состава, состоящих из унифицированных технических средств автоматизации и отсчетных устройств известных конструкций. Реализация результатов работы. Диссертационная работа выполнена в рамках хоздоговорных НИР, проводимых кафедрой "Измерительно-вычислительные комплексы" Ульяновского политехнического института под руководством профессора В.А.Мишина совместно с АО "Электроприбор" г. Чебоксары {N гос. регистрации)! 01850010106), ПО '.'Электроизмеритель" г. Витебск (Н гос. регистрации 01860069892) в соответствии с мероприятиями по повышению уровня механизации и автоматизации производства СЭП, предусматриваемых отраслевой комплексной научно-технической программой по разработке и внедрению гибких , производственных систем производства щитовых магнитоэлектрических и электромагнитных СЭП . Продолжением данных мероприятий является комплексная програ\ша производства аналоговых электроизмерительных приборов , разрабатываемая для предприятий злектропри-боростроения, входяшда в объединение "Электромера".
Апробация работы. Основные результаты работы.докладывались и обсуядались на всесоюзной конференции "Пути развития электронных средств и задачи, высшей школы в подготовке специалистов соответс-твуицей квалификаций" (г. Ульяновск, 1991), на второй всесоюзной конференции "Измерения и контроль при автоматизации производственных процессов" {г. Барнаул, 1991), на международной конференции "Технологии и систеш сбора, обработки и представления информации" (г. Рязань, 1993 ), на V-ой российской научно-технической конференции "Оптические, радиоволновые-, тепловые методы'. и средства гантроля качества материалов, изделий и окрукаэдей среды" (г. Ульяновск, 1SS3), ка ежегодных научно-технических конференциях Уль-ішоеского политехнического института.
Основные палей&вия, выносимые на защиту:
- 1. Обобщенная, кыктацпоиная модель функционирования системы амоыатгаации поверки;
-
Утпзерсальїіій способ автоматического считывания показаний со іг.чал стрелочных измерительных приборов ;
-
Метод определения динамических характеристик подеижнок чі.зтх СЫ1, ориентированный на использование в системах автоматизации поверки;
- 7 -' . 4. Способ автоматической поверки СЭП в динамическом реяиме подвижной частя с расчетным исключением динамической погрешности показаний;
5. Производительные способы автоматической поверки СЭП, совмещающие использование динамического реяима задания входного сигнала с динамическим отсчетом показаний.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 13 работ, в тем числе получено 2 авторских свидетельства, 1 патент и 1 положительное решение на изобретение.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 106'наименовании и трех приложений, содержит 124 страницы машинописного текста, 35 рисунков и 17 таблиц.
Во введении обоснована актуальность темы, цель диссертации и основные задачи, решаемые при её выполнении.
В первой главе разработана обобщенная имитационная модель системы автоматизации поверки (АП), предназначенная для моделирования, исследования и оценки способов автоматической поверки , использующих динамические режимы.
Рассматривая поверку , как процесс, эффективность которого характеризуется вероятностью Р выполнения задачи:
' Р -Р (о-< -йдоп'.) n (t<Чдоп.) (1)
где 5 - ошибка выполнения задачи поверки; t - время выполнения задачи поверки;, бдоп. - предельно допустимаяошибка при поверке; Ьдоп. - предельно допустимое время на операцію поверки; в качестве показателей эффективности функционирования системы АП выбран вектор параметров { 5, t }. На основе анализа основных методов'автоматической поверки, показано, что в качестве управляющих переменных модели наиболее подходят скорость S изменения сигнала на входе поверяемого прибора (ПП) и скорость о сканирования икалы ПП. Более эффективным при этом будет считаться тот способ автоматической поверки, который при минимуме ограничений на управляющие переменные (на точность задания, стабильность в ходе поверки, взаимосвязь и взаимозависимость с другими параметрами системы и т.п.) обеспечивает минимум вектора \ 5, t ).
Процесс автоматической поверки рассматривается как совокуп-
- 8 - ; .:
ность трех основных обобщенных операций: -
задания входного испытательного сигнала с целью перемещения стрелки к очередной поверяемой отметке;
считывания показаний прибора на поверяемой точке шкалы;
вычисления' приведенной погрешности и управления работой системы в целом; выполняемых, соответственно, устройствами , входящими в состав любой системы АП:
источником входных сигналов (ЛВС);
отсчетньм устройством (ОУ);
устройством обработки информации' (УОИ).
Ш в ходе поверки также рассматривается как часть системы , т.к. он включен в цепь преобразования величин. Полученная, таким образом, расчетная, схема системы АП , рис.1 , послужила основой для разработки имитационной модели её функционирования. При работе слстєї,ш АП реализуется одновременно множество процессов (изменение сигнала на входе ІШ, перемещение стрелки ПП, перемещение ОУ относительно шкалы ПП, изменение сигнала на выходе ОУ и т.д.) и событий (считывание стрелки ПП, считывание поверяемой отметки ПП, установление показаний ПП, начало и завершение поверки и т.д.). Для их имитационного представления в качесгве основной структурной единицы модели выбрана алгоритмическая компонента и функционирование каждого элемента системы представлено алгоритмом или последовательностью алгоритмов . В основу их положены обобщенные математические выражения , описывающие функционирование каждого блока в зависимости от реализуемого режима поверки,, характеристик поверяемого прибора и ситуации сложившейся в ходе поверки. Так, для описания сигнала на выходе ОУ в зависимости от параметров отсчитывающих элементов шкалы ПП, их взаимного положения и режима считывания показаний была разработана специальная экспоненциальная функция вида :
I «оу - «V»2 ( «оу - «с. \2
L - тах(ехр(-2 |—— |), ехр(-2 |- |)) (2)
отм. ' ' V стр. , где «оу, а*к, «с - угловые положения, соответственно, считывающего апемспта ОУ, к-ой поверяемой отметки, стрелки прибора, огм.~ центральный угол, равный
ton;.- arcco-: ( 1 ) (3)
'г R2
- У -
источник
Охобных
сигно/юо
отсчетное устрсйстоо
устройство
обработки
информации
\ - бремя ; X - бхобний сигнал ,-ас- угол поворота поайижной части ПП ,-«*- углобые положения отметок L - Выходной сигнал с ОУ ; 7- погрешность ПП .
Рис.1 Схема системы АП
\ . ІІІІ НС
\тт
г~
іП начала іции
ПІ1 забедапия і:;и^:і.ш
жзі
АК 2 Ш режима j;S[
АК 1 сіна/юз
считыбания икіш ПГ!
калу ПП
К 7
-І ІЮбЄ/:Ь 04
АК І №&ь 1SC
АК і опреое лониэ показаний ПП
АК 6 ісбз/ь
ГіОСЙЯНОі]
части Ш
Рис.2 Схема функционального йзаикаЗейстаия алгоритмических компонент мобели системы АП
- 10 -где d0- ширина поверяемой отметки в зоне считывания, расположенной от центра сканирования на радиусе R; єстр.- центральный угол, определявши аналогично отм.шириной стрелки dK в воне считывания. Функция (2) позволяет корректно моделировать выходные сигнаш с ОУ на основе ёмкостного, оптоэдектронного или телевизионного считывания показаний. Имитационная модель представляет собой взаимосвязь босьый алгоритмических компонент, рис. 2:
АК1 j Анализ завершения считывния икаш ІШ; ,
АК2 : Выбор рекима работы ИВС ;
АКЗ : Модель ИВС;
'- АК4 : Определение показаний прибора;
АК5 : Модель екали прибора;
АК5 : Модель подвижной части прибора;
- АК7 : Модель ОУ; ,
- АК8 : Выделение полонення максимума сигнала с ОУ,
двух подпрограмм начала и завершения имитации и управляющей прог
раммы модели. Разработанные сбдае алгоритмы имитации автоматичес
кой поверю! методом совмещения и ыетодом отсчета погрешности по
шкале позволяли установить информационное взаимодействие компонент
модели, рис 3. '
В модели реализован универсальный способ (заявка. 6021979/21 пол. реш. от 27.12.1993) отсчета показании стрелочных измерительных приборов заключающийся в том, что в первом цикле сканирования, когда стрелка совпадает с нулевой отметкой Екалы, в выходном сигнале L с 'ОУ выделяют М локальных максимумов (минимумов) сигнала координаты которых <х*к будут соответствовать координатам отметок в системе координат образуемой считанной строкой (траекторией скани-. рования). При поверке, когда стрелка занимает некоторое к-ое положение на вкале, в сигнале L выделяют и подсчитывают за-цикл все присутствующие максимумы (минимумы) c^'j. Если их число совпало с числом К1 поверяемых отметок, то фиксируют равенство'показаний прибора номиналу к-ой отметки. В противном случае координаты a**j последовательно сравнивают с координатами «*к отметок и если для j - ой коордїшатн cr"''j j-oro отсчетного злемента выполняется условие |сг4э - «йк|<йй, где йа - погрешгасгь отсчета координат, 'то он идентифицируется как к-ач отметка, в противном случае элемент будет указателем , а разность («^ - аКК) пропорциональна показании пркиора па к-ой поверяемой отметке. Определение положений отсчйты-вашуш элементов по положениям максимумов ( минимумов ) сигнала L
Рис.3 Граф функционального бзаимобейапбия алгоритмических компонент мобели шсшемы АЛ
Рис.4 К метобу определения ^ и«о поббижной
масти СЗП при
а) статическом считыбании показаний ,-
о) динамическом 'считыбании показаний .
позволяет в системах АП наделаю считывать показания при нестабильном и/или неравномерном освещении' шкалы , разбросе сигнала по уровню за счет неравномерной яркости окраски отметок.
Проверка имитационной модели системы АП проведена методом детерминированного случая отдельно для автоматической поверки катодом регистрации совмещения и автоматической поверки методом отсчета погрешности по шкале ІШ. .В методе регистрации совмещения случайны;,! образом варьировалась скорость S нарастания сигнала на входе ІШ, в методе отсчета по скале - скорость о перемещения считывающего элемента ОУ. Детерминированным случаем для систем АП считался случай отсутствия собственной погрешности ( їі-0 ) у'ПП, прі котором корректно функционирующая система долгла обеспечивал близость к нулю математического о;;зщания ошибки 6 и не возрастал;:; её дисперсии при увеличении времени-моделирования вне БаВПСІСІОСТІ от положения й*к поверяемой огазпаї ка скале и реализуемого иотоді поверки. Оценка закона распределения контрольной выборки по 5 объемом в 1100 реализаций (100 приборов по 10 поверяемых отмоток ; дала значение X2 - 7.94 в методе совмещения и X2 - 8.24 в метод; отсчета по шкале , что при критическом значении Х2о.05 " 12.6 позволило сделать вывод о том, что гипотеза о нормальности распределения контрольной выборки по б не отвергается с доверительной вероятностью 0.95. Данное заключение позволило применить к оцзпк равенства дисперсий у 11 увеличивающихся (со 100 до 1100 реаиюа ций) по объему выборок критерий Бартлетта. Экспериментальное зка чение критерия X2 - 4.35, в методе совмещения и X2 - 5.48, в мето де отсчета по шкале, при критическом значении Х2о.05 -"18.3, подт вердшго равенство дисперсий у контрольных выборок.' Таким образо:.! полученные в ходе экспериментальной проверюі модели результат подтвердили отсутствие ошибок при имитации, что позволило истюлъ зовать модель в дальнейших исследованиях.'
Во второй главе рассматриваются способы автоматической повер ки в динамическом ре;-;щме подвшшой части ЇЇП при .отсчете показанії статически ориентированным на поверяемые отметки ОУ.
Основной причиной, ограничивающей использование при поверк динамического входного сигнала, является инерционность подвіймо части СЭП в результате чего стрелка следует за изменением сигнал на входе ПП отставая от его значения на динамическую погрезност Де-, которая складывается из дЕух частично взаимнокомпенсирующихс составляющих: постоянной - йго и затухающей переменой - Afff Щ-
мени поверки Ти < 1 ыинуты значение &е достигает ( 2 - 10 ) %, і делает невозможной поверку приборов класса точности 4.0 и вы-Исключение Ago (известный двухскоростной способ автоматической ерки ) не дает существенного эффекта, т. к. в начале шкалы ( на - 5 отметках ) на точность поверки начинает влиять нескомпенси-анная и незатухшая составляющая Aet- Наиболее эффективным дством исключения Де является вычисление её значения через ди-ические. характеристики подвижной части ІШ : собственную круго-частоту колебаний о>0 и степень затухания в. Определение значено и в является задачей параметрической активной идентифика-.. Вычисление значений w0 и в предложено проводить по результа-измерения моментов совмещения t*K и t*K+i стрелки прибора с мя контрольными отметками Х*к и Х*к+і при задании на вход ШІ чком входного сигнала равного пределу измерения прибора Х*н, .. 4-а. В этом случае:
/ Х*к+1-
«о - / : (4)
V 1 1
Х*н ( t Vl2 + X t*K+l3)
В - X / ы0 . (5)
З X it X к -1
X - - (tVi2 - tVl3) (t*K2 t*K3) (6)
2 X K+l X K+i
ажения (4), (5), (6) получены' разложением в окрестностях нуля гния уравнения прибора:
d2X* dX* -
+ 2Вы0 + Ыо2Х* - Wo2X*N . (?)
dt2 dt X* -. реакция прибора на входной сигнал. Их исследование на гасть показало, что для вычисления ( и & с погрешностью не бо-(10 - 15 Z) отметки Х*к и Х&к+і должны лежать в секторе в (5 -градусов в начале шкалы.
Для'приборов, у которых в указанном секторе нет двух поверяе-отметок, вычисление ы0 и В проводится численно из .известных шх рекети уравнения (9). Исследования показали, что нгпбогь-точность определения «о и В достигается, при использовании с >ста« !гонтро.яькых второй х*2 п предпоследней отнеток пказі
- 14 -X*n-i. При регистрации моментов совмещения4*2 и t*N-i с погрешностью v ю"3 секунд (частота опроса ОУ в системе АП около 1 кГц) wQ и р вычисляются с погрешностью не более 1 % за (2 - 6) итераций.
Предложенный метод определения «о и в использован при разра
ботке высокопроизводительного способа автоматической поверки
(а.с.1599818), содержащего два цикла: во вспомогательном цикле ре
ализуют метод определения up и в, в основном - осуществляют авто
матическую поверку методом регистрации совмещения. Значение дина
мической погрешности Ag- в способе вычисляется и при определении
собственной погрешности прибора вводится соответствующая поправка.
Высокая производительность способа обеспечивается тем, что дли
тельность вспомогательного' цикла не превышает времени установления
показаний (для СЭП менее 4 секунд), а основной цикл проводится на
на высокой скорости изменения входного сигнала при которой диапа
зон измерения проходится за время близкое ко времени установления
показаний.- Сравнительная имитация различных способов автоматичес
кой поверки, использующих динамический режим задания входного сиг
нала, на модели системы АП.подтвердила высокие характеристики раз
работанного способа по точности и быстродействию, что позволяет
применить его для'поверки СЭП всех основных, классов точности 0.5 ~
2-5- '' ' ''".;';' ;
В третьей главе рассматриваются способы автоматической поверки СЭП при динамическом считывании показаний с одновременным динамическим заданием входного сигнала. .
Динамический режим считывания реализуется непрерывным перемещением вдоль шкалы ШІ ОУ. Выходной сигнал . с ОУ в этом случае представляет собой временную последовательность сигналов от отдельных малых участков изображения находящихся в, поле считывания. При известной скорости и перемещения ОУ положение любого к-го отсчитывающего элемента шкалы ПП определяется в единицах времени tK и затем пересчитывается в его угловую.координату «кНа шкале.
При динамическом считывании скорость ы сканирования в методе совмещения устанавливается равной:
S «*n R а*и
Ыс _ к ( — 4-М- (8)
Х"м dc, 2dK где К - число считываний стрелки за время ее совмещения с отметкой; d0 - ширина отметки; dK - ширина стрелки. При времени поверки
Снижение скорости сканирования и числа отсчетов показаний стигается использованием метода отсчета погрешности по шкале ПП. я реализации метода отсчета при динамическом считывании показа-й и динамическом входном сигнале предложен способ (патент Т/740) заключающийся в том, что при поверке скорость изменения гнала на входе ПП в к-ом цикле устанавливают в соответствии с эажением
ы ( XVl - Х"к )
SK - (9)
' 2* + «*к
'да погрешность ПП Дсск, выраженная в угловых единицах, на к - ой зеряемой отметке будет равна:
Ы «*к
Д«к х'к - «*к - Док-г (Ю)
2it + й"к
і х'к - интервал времени между моментом t'K-i считывания (к-1) -положения стрелки и моментом t-'к считывания к - го положения
ЇЄЛКЛ.
Методическая погрешность в способе вычисляется по выражениям:
ioL'^K - j при t'K < Тк (11)
а*к+і - Л«к йак+1 . (12)
М,,етк - :— при т'к > тк
Т K+v(tK-ticl
т.с - (2ir + сс*к)Л> расчетная длительность к-го цикла поверки. т методической погрешности позволяет снизить процент ошибок при ерке.в (2--1) раза и их количество в способе для приборов клас- (0.5 -2.5) не превышает IZ.
На автоматическую поверку приборов с нелинейными градуировоч-II характері:сгш:ами ориентирован способ в котором вычисление потов совмещения стрелки с поверяеімw отметками проводится по яым,- полученным методом отсчета погрешности по скале. В нем со-эиение скорости S нарастания сигнала на входе ПП и скорости и чнровалня скалы устанавливают таем, чтобы кратность периода
--16-.
сканирования toy и времени Tn была равна числу поверяемых отметс N: Tn /toy - N. Тогда, за время поверки стрелка будет считана раз. Моменты считывания t'K (к-1,п) пересчитывают ее в углові координаты ос'ск (к-1,п) и восстанавливают движение стрелки в ввд аппроксимирующего полинома «с - Pn(t). После этого полагая Рп(1 последовательно равным угловым положениям й*к поверяемых Отметс находят значения моментов времени t"KB которые выполняется р; венство Pn(t) - «*к. Моменты t*K являются искомыми моментами СО) мещения стрелки с поверяемыми отметками. Тогда, зная зависимое изменения сигнала на входе Ш, определяют истинные значения .сигн. ла на входе XK(t*K) , а номиналы поверяемых отметок Х*к есть сое ветствующие им значения измеренные прибором, поэтому абсолютная приведенная погрешности прибора определяются как в методе совмещу ния.
Способ обладает теми преимуществами, что во-первых, позволя' проводить поверку при одной постоянной скорости.изменения входно. сигнала во всем диапазоне измерения для приборов с нелинейны градуировочными характеристиками и, во-вторых, исключить погре: ность нормирования, возникающую когда определении абсолютная по решность ПП определяется в виде угловой величины.
Для параметрической идентификации модели подвижной части : показаний необходимо дважды .зафиксировать положение стрелки в хо переходного процесса. Однако, т.к. длительность переходного пр цесса меньше длительности цикла .считывания шкалы при динамическ отсчете показаний , то фиксация положения стрелки требует разлп ных алгоритмов работы устройств при различных соотношениях скоро ти перемещения стрелки и скорости считывания . Поэтому алгори реализации метода определения ы0 и в при динамическом считывании разработан на основе двух следующих положений: 1. во время пер ходкого процесса положение стрелки фиксируется однократно, 2. п ремещение стрелки во время переходного процесса и направление сч тывания делаются встречными.
По нему подают на вход Ш скачком сигнал равный по значен Х*ы и затем, после временной задержки, необходимой для успокоен подвижной части , в момент времени t0 считывания нулевой отмет шкалы отключают его на ноль. Стрелка начинает двигаться навстре отсчитывающему элементу и считывается момент времени tci ( углог положение ad). Затем, повторяют эту операцію, но отключают сип с X*n до нуля-не в момент времени t0 , а с некоторой временной :
$ер.-;ікои t3 . 'В результате чего стрелка фиксируется в момент времени tC2 (угловое положение йс2),причем, очевидно, acl*&c2, рис. 4-6. Определение значений с и w0 производится численно по значением tci» tC2. t3 и «сі» йс2 из системы двух нелинейных уравнений формированной из решений уравнения (7), записанных для переходно-о процесса Еовипкс'сдего у ПП при отключении прибора с уровня Х*м а ноль. Точность численного ресешга системі it точность определе-ия моментов времени tci и tca должны бить идентичны соответствую-.ш км при реализации метода в главе 2. Погрешность вычисления S и о з зависимости от угла медду <*С1 и «с2 аналогична погрешности от гла нсхду отметками Х*к и Х*к-и> поэтому, длительность задержки з, лекажей в пределах :
« о
те /У< - чувствительность считывающего устройства , следует ЕЫбМ-і?ь блгс-.е г. герхней границе углзаннсго диапазона - «*н / о .
Разработанные в главе способы позволяют организовать звтсма-гчесітуя поверку СШ при сочетании гнсекспронзводптельиого динами-юкого ре:і~!3 по входу п универсального динамического режима при
ПІТ' ІГ7^ТПЧЇ.
-! -і re f- і з " тс' г гс с » г 1 Р v. і"а
г ^""~ с у1" т » ос- re-'' і и "с о го " 41 пр
1 і " -<* ~ I - " п ті іГ""1 C1, ' "-р"" I'M
г, (- 1" по Г " ^ ^^ I
lY - п, о г"1" " ' Г" г " П г » «
C-" ч ~ с - Т " I " ого
г - J I J
"і -> а Г" і ' '"у
Л " " Г- г-
( \ г-у " Г
- 18 -Проведен анализ метрологических требований к отдельным операциям при автоматической поверке и автоматической индивидуальной градуировке который показал , что точность средств (алгоритмических и технических) автоматического считывания показаний в обоих операциях должна быть равной, а , следовательно, полученные решения применимы и при автоматизации индивидуальной градуировки. Приводится методика и результаты экспериментальной реализации разработанных алгоритмических решений на технологической установке для автоматизации поверки и индивидуальной градуировки электромагнитных приборов 38030, проведенная на ПО "Электроизмеритель" г. Ви-тебск. Полученные результаты сходятся с. результатами модельной оценки раг.раОотшшых способов и обеспечивают соотношение класса точности поверяемых приборов, и автоматического отсчета показаний на уровне 3:1.
В приложении 1 приведена программа, реализующая имитационную модель системы ЛП.
В приложении 2 приведены градуировочные характеристики 93
вольтметров электромагнитной системы типа 38030 с пределом измере
ния 250 вольт, служившие исходными данными при моделировании раз
личных способов поверки. Приведены результаты моделирования и дан
ные их обработки. ' .
В приложении 3 приведены документы, подтверждающие использование результатов диссертационной работы.
