Спосіб вимірювання похибок фазометрів

Реферат: UA 81053 U UA 81053 U 5 10 15 20 25 30 Корисна модель належить до області фазових вимірювань і може використовуватися для вимірювання похибок фазометра. Відомі способи вимірювання похибок фазометрів. Вони відомі з такої науково-технічної літератури: 1. Арутин А.А., Яковлев Б.Ф., Скрипник Ю.А., Маевский С.М. Способ измерения значений погрешности электронных фазометров. А.С. № 263035 (СРСР). Опубликовано в БИ, 1970, № 7. 2. Методика поверки электронных фазометров. МИ-17-74. М.: изд-во стандартов, 1975. - 31 с. 3. Огороднийчук Л.Д., Рябоконь И.П. Способ измерения погрешностей фазометров. - В КН.: измерение параметров радиотехнических сигналов и цепей в физических исследованиях. – Красноярск: ИФ СО АН СССР, 1977. - С. 65-67. 4. Огороднийчук Л.Д. Уменьшение числа операций при поверке фазометров. - Вестник Киевского политехнического института. Радиотехника. - К.: Вища школа, Издательство при КГУ, 1983. - В. 20. - С. 62-66. Загальною особливістю цих способів є те, що при їх реалізації використовують фазообертачі. Найближчим по технічній суті до запропонованого являється спосіб, описаний [4]. Його особливість полягає в тому, що при вимірюванні використовують цикли, причому в першому циклі вимірюють похибку додаткового фазового зсуву і визначають його точне значення, по ньому вимірюють другий - менший додатковий фазовий зсув. Визначають його точне значення і т.д., а по останньому додатковому фазовому зсуву вимірюють заданий фазовий зсув. Цей спосіб приймаємо за найближчий аналог. Недоліком найближчого аналога є відносно невисока точність вимірювання. Задачею корисної моделі є підвищення точності вимірювання і додаткове зменшення числа операцій. Найближчий аналог не забезпечує досягнення задачі тому, що у нього не має відповідної сукупності суттєвих ознак. В способі вимірювання похибки фазометра, у відповідності з яким використовують для вимірювання опорне значення фазового зсуву, наприклад природне значення 360°, і вибирають на шкалі фазометра вимірюваний фазовий зсув і додаткові фазові зсуви, здійснюють перший цикл, який полягає в тому, що по опорному фазовому зсуві виміряють на шкалі фазометра перший додатковий фазовий зсув, його використовують для вимірювання другого додаткового фазового зсуву і т.д. в n-му циклі вимірюють n  1 додатковий фазовий зсув і по його точному значенні вимірюють похибку заданого фазового зсуву і розраховують його точне значення. Поставлена задача вирішується тим, що при вимірюванні циклами коефіцієнти перекриття циклів вибирають 2 і 3, причому таким чином, що забезпечується виконання умови 35 n e  2p  3np  min , де p - число вимірюваних циклів з коефіцієнтом перекриття 2, (n  p) 40 число вимірюваних циклів з коефіцієнтом перекриття 3, e - число Ейлера, яке теоретично відповідає оптимальному (мінімальному) значенню числа операцій фазообертачами. Суть способу вимірювання похибки фазометра полягає в наступному. Перед вимірюваннями на шкалі фазометра вибирають значення фазового зсуву  , похибку якого потрібно вимірювати 1  2  ...  (n 1) і вибирають додаткові значення фазового зсуву. Окрім цього, на 45 градуйованому фазообертачі вибирають значення опорного фазового зсуву 0 повинні виконуватися такі співвідношення 0  1  2  ...  (n 1)   . При вимірюванні фазового зсуву операції фазообертачами в циклі виконують попарно, що забезпечує перекриття меншим значенням фазового зсуву більшого значення фазового зсуву. Таким чином, перший цикл операцій забезпечує по 0 вимірювання 1 і по якому у другому 50 циклі вимірюють  2 і т.д. до вимірювання (n 1) включно в n  1 в n -му циклі по (n 1) вимірюють похибку фазового зсуву  і розраховують його точне значення. Теоретичні дослідження [4] показали, що для забезпечення оптимального режиму вимірювань необхідно виконувати наступні умови: всі цикли повинні бути з однаковим коефіцієнтом перекриття, який дорівнює числу Ейлера e; загальний коефіцієнт перекриття повинен дорівнювати добутку коефіцієнтів перекриття циклів К  0 /   К1К 2К 3...Кn  en ; 1 UA 81053 U 10 загальне число операцій обома фазообертачами буде виражатися виразом W  6n , що у багато раз є менше ніж число операцій в [1]. Більше того вимірювання можуть бути перерваними на декілька годин або днів без втрати точності. Якби цим способом здійснювати вимірювання, то за рахунок виконання дробної частини коефіцієнта перекриття могла б збільшитися похибка вимірювання, що небажано. Наступний розвиток способу. Цикли вимірювання вибирають і здійснюють такими, що їх коефіцієнти перекриття дорівнюють 2 і 3. Ці значення вибираємо у такій послідовності, щоб найкращим чином виконувалася умова e  2p / n  3np  / n  min , де p - кількість циклів, які мають коефіцієнт 2, 15 n  p - кількість циклів, які мають коефіцієнт 3. У зв'язку з таким розвитком способу його можна назвати практично оптимальним. Похибка, що зумовлена дробною частиною теоретичного способу коефіцієнта перекриття, у цьому випадку відсутня. При реалізації цього практичного способу вимірювання похибки фазометрів формула для визначення кількості операцій, які виконують фазообертачами, має вигляд WП  4p  6(n  p) , 5 20 25 де П - практичний спосіб, p - кількість циклів, коефіцієнт перекриття яких дорівнює 2, (n  p) кількість циклів, коефіцієнт перекриття яких дорівнює 3, оскільки кількість циклів з коефіцієнтом перекриття 2> кількості циклів з коефіцієнтом перекриття 3. За рахунок першого виразу формули у практичному способі забезпечується істотне зниження числа операцій фазообертачами. Розглянутий спосіб і аналоги надзвичайно наукоємні. На них було відкрито три наступних наукових принципи. 1. Принцип зміни впливу Л.Д. Огороднійчука, який полягає в тому, що у фазовій системі, в яку входять градуйований фазообертач (ГФ), робоча ділянка якого забезпечує фазовий зсув  з похибкою  , неградуйований фазообертач і фазометр, вимірювана ділянка шкали якого має фазовий зсув  , для оцінки впливу похибки  робочої ділянки ГФ на похибку вимірюваної ділянки шкали фазометра  операції з допомогою фазообертачів виконують у такій послідовності, яка забезпечує перекриття меншою ділянкою більшої ділянки, після чого похибку  вимірюваної ділянки шкали фазометра розраховують по одній з наведених нижче формул: 30 35 40 45 50 якщо      , то   n1 ; якщо      , то   n2    ; якщо      , то    / n3 , а коефіцієнт зміни впливу розраховують за формулою к  n1n2n3 , де n1 , n 2 , n3 коефіцієнти, які визначають експериментально - число операцій з допомогою ГФ. Приклад: при n1=100, n2=1, n3=100 одержимо к=10000. 2. Принцип мінімуму операцій Л.Д. Огороднійчука, який полягає в тому, що у фазовій системі, в яку входять градуйований фазообертач, що забезпечує опорний фазовий зсув  , неградуйований фазообертач і фазометр, вимірюваний фазовий зсув якого є  , для забезпечення мінімуму операцій, що виконуються фазообертачами, необхідно виконувати такі умови: вимірювання похибки фазового зсуву  фазометром здійснюють послідовно циклами від першого до n -ного включно, при цьому результат першого циклу використовують для здійснення другого циклу і т.д. до n -ного циклу включно; усі цикли мають бути однаковими; коефіцієнт перекриття кожного циклу дорівнює числу Ейлера e , тоді загальний коефіцієнт перекриття розраховують за формулою к   /   к n , а сума операцій W  6n , де n - число циклів". Даний принцип відкрито на основі теоретичних досліджень [4]. 3. Принцип Л.Д. Огороднійчука, який полягає в тому, що у фазовій системі, в яку входить градуйований фазообертач, що формує опорний фазовий зсув  з похибкою  , неградуйований фазообертач і фазометр, по шкалі якого вимірюють фазовий зсув  , при чому      , вимірювання фазового зсуву  здійснюють взаємозв'язаними циклами, значення коефіцієнтів перекриття яких вибирають 2 і 3. 2 UA 81053 U Загальний коефіцієнт перекриття розраховують за формулою К  2p  3n p , де p - число циклів з коефіцієнтом перекриття 2, n  p - число циклів з коефіцієнтом перекриття 3, n загальне число циклів; співвідношення між кількістю циклів з різними коефіцієнтами перекриття визначають з умови e  2p / n  3np  / n  min , а суму операцій, виконаних фазообертачами, 5 розраховують за формулою WП  4p  6(n  p) . ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Спосіб вимірювання похибки фазометра, у відповідності з яким вибирають опорний фазовий зсув, наприклад природне значення 360°, на шкалі фазометра виділяють вимірюваний фазовий зсув  , вимірювання здійснюють циклами, для чого на шкалі фазометра виділяють додаткові фазові зсуви 1 , 2 ,… n1 , по опорному фазовому зсуву вимірюють перший додатковий фазовий зсув по ньому вимірюють другий додатковий фазовий зсув і т.д. до вимірювання n  1 додаткового фазового зсуву і по ньому вимірюють похибку заданого фазового зсуву і розраховують заданий фазовий зсув  , де n  2, 3, 4... - кількість циклів вимірювання, який відрізняється тим, що для циклів вимірювання вибирають коефіцієнти перекриття 2 і 3, таким чином, щоб виконувалася умова e  n 2p  3n p   min , де вибирають коефіцієнти перекриття циклів рівними e - число Ейлера, p - кількість циклів з коефіцієнтом перекриття 2, n  p кількість циклів з коефіцієнтом перекриття 3. 20 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3