Патент на изобретение №2310880

(54) СПОСОБ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ КАЛИБРОВКИ ЭЛЕКТРОННЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации процесса регулировки погрешности электронных измерительных устройств. Технический результат – повышение быстродействия. Осуществляют автоматический анализ погрешности электронного измерительного устройства и преобразование ее в калибровочный код, который передается в измерительное устройство для калибровки погрешности. При этом осуществляется последовательное формирование импульса тока для удаления перемычек регулировочного поля (запись калибровочного кода посредством удаления РСВ проводников) на плате. Калибровочный код передается по шинному интерфейсу с параллельной передачей. В результате включения и выключения соответствующих компонентов регулировочного поля производится калибровка. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для автоматизации процесса регулировки погрешности электронных измерительных устройств, в которых для регулирования погрешности применяется дискретное подборное поле, состоящее из соответствующих компонентов, предназначенных для калибровки измерения.

Известен ручной способ калибровки измерительных устройств, основанный на определении относительной или абсолютной погрешности измерения физической величины в сравнении со значением эталонного измерительного устройства [1]. В аналоге изменение регулировочного элемента калибруемого измерительного устройства производится оператором. Далее проводится повторное измерение погрешности и при необходимости подгонка регулировочного элемента. Данные операции повторяются до тех пор, пока погрешность измерения физической величины не достигнет требуемого уровня точности.

Недостатками такого метода являются большие затраты времени на выполнение калибровки, непосредственное участие человека, а также возможность одновременной работы по калибровке одним человеком только одного устройства.

Известно устройство для регулировки электросчетчиков [2], в основу которого положен принцип электромеханического воздействия на регулировочный элемент измерительного устройства (электросчетчика). Принцип работы данного устройства основан на определении относительной погрешности измерения физической величины (энергии) в сравнении со значением эталонного измерительного устройства, последующим формированием управляющего сигнала на реверсивный привод, который посредством узла механической передачи, соединенным с органом регулировки измерительного устройства (электросчетчика), производит изменение уровня погрешности. Метод основан на последовательном приближении значения погрешности к заданному уровню точности измерения.

Недостатками данного метода являются необходимость использования сложного электромеханического устройства и значительные затраты времени, связанные с необходимостью повторных измерений.

Из известных аналогов ближайшим прототипом является способ автоматической регулировки измерительных устройств (электронных счетчиков электрической энергии), построенных на микроконтроллере серии MSP430 производства фирмы Texas Instruments, США [3]. Способ реализован на определении относительной или абсолютной погрешности измерения физической величины в сравнении со значением эталонного измерительного устройства. Затем эта величина преобразуется специальным программным обеспечением электронной вычислительной машины (ЭВМ) в калибровочную команду, которая по интерфейсу UART передается в микроконтроллер измерительного устройства типа MSP430, аргумент этой команды сохраняется в энергонезависимой памяти и используется программой микроконтроллера в качестве поправочного коэффициента при обработке результатов измерения.

Недостатком способа является необходимость применения в измерительном устройстве дорогостоящих электронных компонентов (микроконтроллера, энергонезависимой памяти и т.д.), а также отсутствие автоматизированной операции окончательной калибровки измерительных устройств.

Цель изобретения – автоматизация процесса калибровки электронных измерительных устройств, а также снижение себестоимости измерительного устройства за счет исключения дорогостоящих электронных компонентов из схемы и снижения затрат времени на реализацию способа при массовом производстве электронных измерительных устройств.

Указанная цель достигается тем, что способ автоматизированной калибровки электронных измерительных устройств основан на измерении значений погрешности измерительного устройства по заданным точкам измерения. Затем осуществляется автоматический анализ погрешности электронного измерительного устройства и преобразование ее в калибровочный код, который передается в измерительное устройство для калибровки погрешности.

При этом осуществляется последовательное формирование импульса тока для удаления перемычек регулировочного поля (запись калибровочного кода посредством удаления РСВ проводников) на плате. Калибровочный код передается по шинному интерфейсу с параллельной передачей. В результате включения и выключения соответствующих компонентов регулировочного поля производится калибровка электронных измерительных устройств в автоматизированном режиме.

Пример реализации предлагаемого способа основан на определении погрешности – относительной погрешности измерения физической величины в сравнении со значением эталонного измерительного устройства, последующим формированием калибровочного кода, определяющего размыкание соответствующих перемычек регулировочного поля с целью компенсации погрешности измерительного устройства. Под регулировочным полем понимается набор пассивных электронных компонентов (резисторов, конденсаторов, индуктивностей и т.д.), соединенных в последовательную или параллельную цепь, и имеющий контактные площадки на печатной плате для подключения контактирующего устройства. При последовательном подключении компонентов регулировочного поля контактные площадки включены параллельно компоненту, а при параллельном подключении компонентов регулировочного поля – последовательно. В исходном состоянии (перед началом калибровки) контактные площадки замкнуты. На основе калибровочного кода последовательно формируется импульс тока на соответствующий контакт контактирующего устройства. Под действием данного импульса тока удаляется перемычка регулировочного поля, включая или выключая соответствующий электронный компонент. Для формирования импульса тока предлагается использовать емкостной накопитель энергии, который позволит при использовании электронного или электромеханического ключа сформировать импульс с мгновенным нарастанием фронта и за счет значительно большей инерционности повышения температуры в подводящих к регулировочному полю цепях, чем у перемычки, обеспечить ее удаление. Последовательным включением соответствующих калибровочному коду электронных или электромеханических ключей, т.е. подачей импульсов тока на перемычки регулировочного поля производится окончательная калибровка измерительного устройства.

Таким образом, предлагаемый способ полностью обеспечивает автоматизацию всего процесса калибровки электронных измерительных устройств и снижает время на его выполнение, а также не требует значительных материальных затрат, включаемых в само измерительное устройство, что играет решающую роль в условиях серийного и массового производства.

Используемая литература

1. Автоматическая поверочно-калибровочная установка QUALYTEST Tph. Описание фирмы Schlumberger, 1999 г.

2. Устройство для регулировки электросчетчиков, авторское свидетельство СССР №875291, МПК G01R 21/00.

3. Реализация электронного счетчика электроэнергии на микроконтроллере серии MSP430FE42x, статья фирмы Texas Instruments, США, взята в сети Интернет, апрель 2006.

Формула изобретения

1. Способ автоматизированной калибровки электронных измерительных устройств, основанный на измерении значений погрешности измерительного устройства по заданным точкам измерения, проведении автоматического анализа погрешности и формировании ее в калибровочный код, передаваемый измерительному устройству для калибровки погрешности, отличающийся тем, что калибровка электронных измерительных устройств производится записью калибровочного кода посредством удаления РСВ проводников регулировочного поля на плате путем подачи импульсов тока.

2. Способ автоматизированной калибровки электронных измерительных устройств по п.1, отличающийся тем, что калибровочный код передается по шинному интерфейсу с параллельной передачей.