13.5. Коригування похибок кодокерованих мір для дистанційного передавання значень опору

Використання мікропроцесорної техніки відкриває великі можливості для покращення метрологічних характеристик і розширення функціональних можливостей різних засобів вимірювання. На рис. 13.9. зображена структурна схема активного імітатора опору з мікропроцесором. Для зменшення впливу опорів ліній зв’язку застосовано чотири провідну схему під’єднання . Для проведення корекції похибки імітації опору додатково введено багатоканальний аналого – цифровий перетворювач АЦП і цифро – аналоговий перетворювач ЦАП з джерелом зразкової напруги ДЗН.

Вхідний код N, пропорційний коефіцієнту перетворення. Через інтерфейс ний блок ІБ надходить на мікропроцесор МП, а звідти – на вхід кодо- керованого подільника напруги КПН. У результаті між точками а і б імітується опір пропорційний вхідному коду N.

АЦП вимірює напругу в точках а, б, 1 і на виході операційного підсилювача DA1. При цьому значення імітованого опору між точками а і б визначається з виразу

(13.29)

де I_ВХ - вхідний струм.

Вхідний струм проходить через зразковий резистор R₀ і відповідно

Рис. 13.9. Структурна схема АІО з мікропроцесорним керуванням

дорівнює

(13.30)

Після підстановки значення струму I_вх у вираз (13.23) отримаємо

(13.31)

При цьому дійсний коефіцієнт перетворення дорівнює

. (13.32)

Мікропроцесор обчислює дійсний коефіцієнт перетворення за формулою (13.26) і порівнює зі значенням заданого коефіцієнта . При нерівності необхідно повести корекцію, яка може бути адитивною або мультиплікативною. При адитивній корекції значення напруги в точці б збільшується на DU_К для досягнення рівності

(13.33)

Значення напруги компенсації визначається з виразу

. (13.34)

ЦАП формує напругу компенсації пропорційно вхідному коду і подає її на вхід КПН. При цьому корекцію необхідно проводити при кожній зміні вхідного коду.

Для проведення мультиплікативної корекції похибки отримане значення імітованого опору множиться на коригувальний коефіцієнт k_μ

. (13.35)

При цьому необхідно щоб виконувалася рівність

. (13.36)

Відповідно значення коректую чого коефіцієнта дорівнює

. (13.37)

Мікропроцесор обчислює значення коригувального коефіцієнта і на вхід КПН подає код

. (13.38)

Недоліком мультиплікативної корекції є те, що її неможливо проводити при Адитивну корекцію можна проводити в цілому діапазоні імітації опору.

Висновки. Найоптимальнішим варіантом є адитивна корекція на початку діапазону і мультиплікативна в кінці діапазону.

Похибка імітації опору визначається похибками зразкового резистора R і АЦП. Для зменшення випадкових похибок АЦП необхідно, щоб мікропроцесор усереднював результати окремих вимірювань і обчислював дійсний коефіцієнт передачі за формулою

(13.39)

де g(n) – вагова функція.

Контроль терморезистивного вимірювального каналу в цілому з використанням зразкових мір опору на основі активних імітаторів інваріантних до впливу ліній зв’язку і мікропроцесорної техніки забезпечує необхідну достовірність результатів контроль і підвищує метрологічну надійність вимірювального канал енергетичних об’єктів.