RU181763U1

RU181763U1 - Измеритель тока и напряжения корректирующий и регулирующий (итцкр)

Info

Publication number: RU181763U1
Application number: RU2017130035U
Authority: RU
Inventors: Татьяна Геннадиевна Карпова; Геннадий Николаевич Кирюшин; Антон Александрович Красников; Владимир Анатольевич Хохлович; Дмитрий Владимирович Хохлович
Original assignee: Татьяна Геннадиевна Карпова; Геннадий Николаевич Кирюшин; Антон Александрович Красников; Владимир Анатольевич Хохлович; Дмитрий Владимирович Хохлович
Priority date: 2017-08-24
Filing date: 2017-08-24
Publication date: 2018-07-26

Abstract

Заявляемое техническое решение (далее «заявляемое устройство») относится к области измерения выходных величин различных измерительных устройств, в частности постоянного тока и напряжения, и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.Сущность заявленного решения заключается в том, что измеритель тока цифровой корректирующий и регулирующий содержит аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер и буквенно-цифровой индикатор и осуществляющий коррекцию погрешности с применением кусочно-линейной аппроксимации, при этом с целью уменьшения погрешности входного тока или напряжения сформированный микроконтроллером пропорционально погрешности этого тока или напряжения сигнал широтно-импульсного модулятора подключается на вход выпрямителя, который через фильтр постоянной составляющей и схему двуполярного источника тока корректирует на требуемую величину измеряемый входной ток или напряжениеТехническим результатом, наблюдаемым при реализации заявленного решения, является уменьшение погрешности измерений. 1 ил.

Description

Заявляемое техническое решение (далее «заявляемое устройство») относится к области измерения выходного тока и напряжения датчиков различных физических параметров, например, давления, веса и т.п. (далее датчиков) и может быть использовано в системах управления технологическими процессами.

Известно большое количество устройств такого назначения, например, цифровые индикаторы, преобразователи, измерители напряжений и токов, мультиметры, цифровые амперметры, вольтметры и т.п. В их числе имеются устройства, использующие для повышения точности различные способы коррекции входного сигнала, такие, как линеаризация, сдвиг и наклон характеристики и т.п. Одним из таких устройств может быть, например, измеритель «Метакон-1005», предназначенный для измерения в том числе унифицированного сигнала постоянного тока 0-20 мА и напряжения 0-10 В, в котором используется линеаризация характеристик первичных преобразователей и коррекция результатов измерения путем смещения на фиксированную величину.

Это устройство принято за отдаленный прототип.

В состав измерителя «Метакон-1005», так же, как и заявляемого устройства, входят аналого-цифровой преобразователь (далее АЦП) входного сигнала в двоичное число, микроконтроллер, принимающий это число и обеспечивающий функционирование устройства, и буквенно-цифровой индикатор для визуализации этого числа.

Недостатками его является отсутствие коррекции выходного сигнала, в данном случае тока датчика, протекающего последовательно через нагрузку и вход измерителя «Метакон-1005, т.е. сохраняются погрешности датчика, а также недостаточность коррекции при линеаризации по границам диапазона сигнала.

Более близким к заявляемому устройству является устройство для измерения давления, представленное в патенте РФ №2196970, авторы Бобровников Н.Р., Яркий С.В., Гридин Ю.Н., Бугаенко А.И., Туленко А.В., Стрыгин В.Д., Чертов Е.Д., которое принято за прототип. Здесь, как и в заявляемом устройстве, и по сравнению с отдаленным прототипом имеет место повышение точности измерения за счет кусочно-линейной аппроксимации характеристики входного параметра и коррекции ее путем ввода погрешности с обратным знаком, измеренной в точках аппроксимации при калибровке устройства, с линеаризацией между точками аппроксимации, причем коррекция вводится не только на входной параметр (ток, напряжение), но и на температуру по тому же принципу.

Недостатком прототипа является так же, как и в отдаленном прототипе, отсутствие коррекции выходного сигнала датчика, т.е. сохраняются погрешности датчика.

Целью заявляемого устройства является устранение указанного недостатка.

Это осуществляется при помощи схемы заявляемого устройства, представленной на фиг. 1.

В состав заявляемого устройства 1 (фиг. 1) входят:

- плата источника питания и коррекции 2,

- датчик измеряемого параметра 3,

- датчик температуры 4,

- плата индикации и управления 5.

В состав платы индикации и управления 5 входят:

- АЦП 6 сигналов датчиков 3 и 4,

- микроконтроллер 7, управляющий работой заявляемого устройства,

- индикатор 8 для визуализации режимов и измеряемых параметров.

В состав платы источника питания и коррекции 2 входят:

- источник питания 9,

- схема коррекции измеряемого параметра - выходного сигнала датчика 3 (тока или напряжения) с элементами 10…19, работа которой описана ниже.

Выход схемы коррекции включен на сопротивление нагрузки 20, включенное в свою очередь последовательно со входом АЦП 6. На входах АЦП 6 резисторы 21, 22 обеспечивают необходимую величину напряжения на АЦП 6.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

При калибровке устройства аналогично прототипу определяются и запоминаются погрешности в точках кусочно-линейной аппроксимации давления при различных заранее выбранных точках аппроксимации температуры. При работе рассчитанная аналогично прототипу погрешность вводится как коррекция с обратным знаком с учетом линеаризации между точками аппроксимации как по давлению, так и по температуре. Сигнал широтно-импульсного модулятора ШИМ микроконтроллера 7, скважность и соответственно постоянная составляющая которого пропорциональна величине и знаку коррекции, поступает на однополупериодный выпрямитель на резисторах 10, 11 и транзисторе 12, с него на фильтр постоянной составляющей 13, 14 и далее на двуполярный источник тока на транзисторах 15, 16 и резисторах 17, 18, выход которого через резистор 19 подключен к сопротивлению нагрузки 20, корректируя ток нагрузки (входной ток заявляемого устройства).

Claims

Измеритель тока цифровой корректирующий и регулирующий (ИТЦКР), содержащий аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер и буквенно-цифровой индикатор и осуществляющий коррекцию погрешности с применением кусочно-линейной аппроксимации, отличающийся тем, что, с целью уменьшения погрешности входного тока или напряжения, сформированный микроконтроллером пропорционально погрешности этого тока или напряжения сигнал широтно-импульсного модулятора (ШИМ) подключается на вход выпрямителя, который через фильтр постоянной составляющей и схему двуполярного источника тока корректирует на требуемую величину измеряемый входной ток или напряжение.