DE2630958A1 - ERROR COMPENSATION PROCEDURE - Google Patents

ERROR COMPENSATION PROCEDURE

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DE2630958A1 DE19762630958 DE2630958A DE2630958A1 DE 2630958 A1 DE2630958 A1 DE 2630958A1 DE 19762630958 DE19762630958 DE 19762630958 DE 2630958 A DE2630958 A DE 2630958A DE 2630958 A1 DE2630958 A1 DE 2630958A1
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Description

HELIOüuATT-liERKE 1 Berlin 12, den 1. Juli 1976HELIOüuATT-liERKE 1 Berlin 12, July 1, 1976

Elektrizitäts-Gesellschaft mbH Wilmersdorfer^grtj 0^9 5 8Elektrizitäts-Gesellschaft mbH Wilmersdorfer ^ grtj 0 ^ 9 5 8

E 2 Se/ir - D576.19E 2 Se / ir - D576.19

FehlerkompensationsverfahrenError compensation method

Die nachstehend beschriebene Erfindung betrifft ein Fehlerkompensationsverfahren für Meßgeräte zur Erfassung analoger elektrischer oder in solche umgeformter Größen, insbesondere solche, die analoge Größen in digitale Iderte umsetzen.The invention described below relates to an error compensation method for measuring devices for the acquisition of analog electrical quantities or those converted into such quantities, in particular those that convert analog quantities into digital values.

Die MeBgenauigkeit derartiger Heßgeräte hängt im allgemeinen von den Eigenschaften v/ieler verschiedener Bauteile ab. Die Fehler wirken sich in erster Linie auf die Nullpunktkonstanz und die Eichung, d.h. die Steigung der Umsetzer-Kennlinie, aus. Es sind zahlreiche Verfahren zur automatischen Nullpunkt- und Eichungskorrektur bekannt, die diese erstgenannten Nachteile vermeiden. Bei einem mit automatischer Nullpunkt- und Eichungskorrektur ausgerüsteten Meßgerät verbleibt zunächst der Linearitätsfehler der Umsetzer-Kennlinie.The measuring accuracy of such heating devices generally depends on the properties many different components. The mistakes work in the first place Line on the zero point constancy and the calibration, i.e. the slope of the converter characteristic, the end. Numerous methods for automatic zero point and calibration correction are known which avoid these disadvantages mentioned first. In the case of a measuring device equipped with automatic zero point and calibration correction, the linearity error of the converter characteristic initially remains.

In einem jeden solchen Meßgerät bleiben jeweils die ReferenzgröBen und oft auch analoge Bauelemente außerhalb der Nullungs- und Eichungsregelkreise· Abgesehen davon, daß bei der Prüfung eines solchen Meßgerätes die Istwerte der ReferenzgröBen sowie der nicht von der Nullpunkt- und Eichungskorrektur erfaßten Bauelemente mit Hilfe geeigneter Einstellelemente auf die jeweiligen Sollwerte abzugleichen sind, verbleiben noch TemperaturabhSngigkeiten Bowie die alterungsbedingten Driften.The reference quantities and often also remain in each such measuring device analog components outside of the zeroing and calibration control loops as well as the components not covered by the zero point and calibration correction to the respective setpoints with the help of suitable setting elements are to be adjusted, there are still temperature dependencies Bowie the age-related ones Drift.

Aufgabe der nachstehend beschriebenen Erfindung ist es, Meßgeräte zu schaffen, die keinerlei Abgleichelemente mehr enthalten und deshalb keine Abgleicharbeiten erfordern und bei denen ferner Temperaturabhängigkeiten und alterungsbedingte Driften selbsttätig weitgehend kompensiert werden.The object of the invention described below is to create measuring devices which no longer contain any adjustment elements and therefore no adjustment work require and where further temperature dependencies and age-related Drifting can be largely compensated for automatically.

Gemäß der Erfindung enthalten die Meßgeräte einen nichtflüchtigen elektrisch programmierbaren Speicher. Beim Abgleich einee solchen Meßgerätes werden die Abweichungen der nicht von der Nullpunkt- und Eichungskorrektur erfaßten Bauelemente und der ReferenzgröBen von ihren jeweiligen Sollwerten ermittelt, und es werden entsprechende Korrekturwerte bzw. aus mehreren MeBpunkten bestehende Karrekturkurven in den Speicher eingeschrieben und jedesmal bei der BerechnungAccording to the invention, the meters contain a non-volatile electrical programmable memory. When calibrating such a measuring device, the Deviations of the components not covered by the zero point and calibration correction and the reference values are determined from their respective setpoints, and Corresponding correction values or correction curves consisting of several measurement points are written into the memory and each time during the calculation

709882/0517 -2 -709882/0517 - 2 -

ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED

-Z--Z-

des endgültigen Meßergebnisses berücksichtigt. Auf diese üJeise sind jederzeit Nacheichungen möglich. Prüfung und Abspeichern der Korrekturwerte bzw. -kurven erfolgen in kürzester Zeit automatisch.of the final measurement result. In this way you are at all times Recalibration possible. Checking and saving the correction values or curves take place automatically in a very short time.

Zur weitgehenden Kompensation von Temperatureinflüssen werden erfindungsgemäß entweder generische oder individuelle Temperaturkoeffizienten bzw· Temperaturkujven der nicht von der Nullpunkt- und Eichungskorrektur erfaßten Bauelemente und der Referenzgrößen ermittelt und in den Speicher geschrieben. Ein solches Meßgerät enthält ferner einen Temperaturfühler, dessen Ausgangssignal zweckmäßig über den meist vorhandenen Analog-Digital-Wandler verarbeitet wird. Bei der Berechnung des endgültigen Meßergebnisses werden nun das Ausgangssignal des Temperaturfühlers sowie die im Speicher enthaltenen Temperaturkaeffizienten bzw. -kurven berücksichtigt.In order to largely compensate for temperature influences, according to the invention either generic or individual temperature coefficients or temperature curves the components not covered by the zero point and calibration correction and the reference values are determined and written to the memory. Such a measuring device also contains a temperature sensor, the output signal of which is expediently processed via the analog-digital converter that is usually available. At the calculation the final measurement result is now the output signal of the temperature sensor as well as the temperature coefficients or curves contained in the memory are taken into account.

Die letzte verbleibende Fehlerursache, die Alterung, wird erfindungsgemäß dadurch weitgehend kompensiert, daß generische oder individuelle Alterungsraten der nicht von der Nullpunkt- und Eichungskorrektur erfaßten Bauteile sowie der Referenzgrössen ermittelt und in den Speicher geschrieben werden. Ferner ist eine Zeitbasis vorhanden, die - von einer geeigneten, ausreichend genauen Frequenz abgeleitet bei erstmaliger Inbetriebnahme eines solchen Meßgerätes auf Null gestellt wird und deren jeweiliger Stand auch bei Ausfall der Stromversorgung in einem entsprechenden nichtflüchtigen Speicher erhalten bleibt. Bei der Berechnung des endgültigen Meßergebnisses werden der gegenwärtige Stand der Zeitbasis sowie die im Speicher enthaltenen Alterungsraten berücksichtigt. Bei einer späteren Nacheichung sind aus den zu diesem Zeitpunkt gemessenen und den im Speicher vorhandenen Abweichungen der Bauelemente und Referenzgrößen von ihren Sollwerten die tatsächlich erfolgten Alterungseffekte zu ermitteln und entsprechend neue liierte für die Alterungsraten in den Speicher zu schreiben. Idegen des logarithmischen Verlaufs von Alterungsvorgängen wird ein solches Meßgerät somit im Laufe der Zeit immer genauer.The last remaining cause of the error, aging, is largely compensated according to the invention in that generic or individual aging rates of the components not recorded by the zero point and calibration correction and of the reference values are determined and written to the memory. There is also a time base which - derived from a suitable, sufficiently precise frequency - is set to zero when such a measuring device is first put into operation and whose current status is retained in a corresponding non-volatile memory even if the power supply fails. When calculating the final measurement result, the current status of the time base and the aging rates contained in the memory are taken into account. In the event of a later recalibration, the actual aging effects must be determined from the deviations of the components and reference values from their target values measured at this point in time and the deviations in the memory and corresponding new relationships for the aging rates are to be written to the memory. Due to the logarithmic course of aging processes, such a measuring device becomes more and more accurate over time.

Der vorerwähnte Linearitätsfehler der Umsetzer-Kennlinie eines Analog-Digital-üJandlers in einem solchen Meßgerät läßt sich erfindungsgemäß ebenfalls weitgehend kompensieren, indem eine Meßkurve aus entsprechend vielen Punkten ermittelt und in den Speicher zur späteren Berücksichtigung bei der Berechnung des Meßergebnisses eingeschrieben wird.The aforementioned linearity error in the converter characteristic of an analog-digital converter in such a measuring device, according to the invention, can also be largely compensate by determining a measurement curve from a corresponding number of points and in the memory for later consideration when calculating the measurement result is enrolled.

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Sofern bereits für andere Bauelemente ader Referenzgräßen Korrekturkurven zu speichern waren, läßt sich die Kompensation des Linearitätsfehlers des Analog-/ Digital-Ldandlers damit kombinieren, indem die Korrekturkurve für das andere Bauelement nicht unmittelbar an diesem selbst aufgenommen wird, sondern indem die Korrekturkurve dieses Bauelements über den Analog-ZDigital-üJandler gemessen wird und die LJerte an dessen Ausgang abgegriffen werden; eine so erhaltene Korrekturkurve enthält dann auch die Fehler des Analag-Aiigital-liJandlers.If the reference values are already corrected for other components were saved, the compensation of the linearity error of the analog / Digital-Ldandlers combine with it by the correction curve for the other component is not recorded directly on this itself, but rather by measuring the correction curve of this component via the analog-ZDigital transducer and the values are tapped at its output; a correction curve thus obtained then also contains the errors of the Analag-Aiigital-liJandler.

Die beschriebene Erfindung läßt sich besonders vorteilhaft in Meßgeräten einsetzen, die einen Computer verwenden. Sofern der Anwender eines solchen Meßgeräts über geeignete Meßnormalien verfügt, können solche Meßgeräte auch so ausgeführt werden, daß der Anwender nur jeweils die Normalien anzuschließen und dem Meßgerät durch einen geeigneten Befehl mitzuteilen braucht, daß es neue Speicherwerte errechnen und damit die alten überspeichern soll.The invention described can be used particularly advantageously in measuring devices, who use a computer. If the user of such a measuring device has suitable measuring standards, such measuring devices can also be designed in this way that the user only has to connect the standard parts and the measuring device needs to communicate by means of a suitable command that it is to calculate new memory values and thus overstore the old ones.

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Claims (11)

-X- Patentansprüche: Z63Ö958-X- claims: Z63Ö958 1) FEhlerkompEnsatinrisverfahren für Meßgeräte zur Erfassung und Weiterverarbeitung analoger elektrischer oder in solche umgeformter Größen, z.B. mittels eines Computers, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgeräte Speicher enthalten, in die HorrekturidErte bzu. Werte von Korrekturkurven der Referenzgrüßen sowie aller Bauelemente, deren Eigenschaften in das Meßergebnis eingehen, gespeichert, daß arteigene oder individuelle Temperaturkaeffizienten bzw. Werte von Temperaturverlauf skurven der Referenzgrüßen sowie aller Bauelemente, deren Temperaturverhalten in das Meßergebnis eingeht, in den Speicher gegeben werden, daß die Meßgeräte Temperaturfühler enthalten, daß artspezifische oder individuelle Alterungsraten der Referenzgrüßen souiie der Bauelemente, deren Alterungen in das Meßergebnis eingehen, in den Speicher gegeben werden, daß die Meßgeräte Zeitbasen enthalten, die, beginnend von einem festgesetzten Zeitpunkt, die abgelaufene Zeit registrieren, daß bei Vorhandensein eines Analog-/Digital-Ulandlers für diesen liierte einer Korrekturkurve ermittelt und gespeichert werden und bei der Berechnung der endgültigen Meßergebnisse sämtliche gespeicherten Horrekturbjerte berücksichtigt werden.1) FEhlerkompEnsatinrisverfahren for measuring devices for recording and further processing analog electrical or transformed into such quantities, e.g. by means of a computer, characterized in that the measuring devices contain memories into which Correctional oath Values of correction curves of the reference values as well as all Components, whose properties are included in the measurement result, stored that specific or individual temperature coefficients or values of temperature progression curves of the reference values as well as of all components, their temperature behavior goes into the measurement result, are given into the memory that the measuring devices Temperature sensors contain that species-specific or individual aging rates the reference greetings souiie of the components, their aging in the The measurement result is entered into the memory that the measurement devices have time bases which, starting from a set point in time, register the elapsed time that the presence of an analog / digital Ulandler for this a correction curve can be determined and stored and at the calculation of the final measurement results, all stored hearing correction values must be taken into account. 2) Fehlerkompensationsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Korrekturkurven für Bauelemente bzw. Referenzgrößen unter Einschluß des vorhandenen Analog-ZDigital-üJandlers gernessen werden, so daß sie dessen Fehler mitenthalten.2) error compensation method according to claim 1, characterized in that correction curves for components or reference values including the existing analog-ZDigital-üJandlers, so that they also contain its errors. 3) Fehlerkompensationsverfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Einbeziehung der gespeicherten Korrekturwerte bzw. -kurven in das endgültige Meßergebnis ein Computer eingesetzt wird.3) error compensation method according to claim 1 and claim 2, characterized in that that for the inclusion of the stored correction values or curves in a computer is used for the final measurement result. W) Fehlerkompensationsverfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Speicher ein nichtflüchtiger elektrisch programmierbarer Speicher (PROM, EaROM, z.B. MNDS) verwendet ist und bei Einsatz eines nichtflüchtigen Speichers mit zeitlich begrenzter Speicherfähigkeit die gespeicherten Daten in ausreichenden zeitlichen Abständen wieder aufgefrischt werden. W) error compensation method according to claim 1 to claim 3, characterized in that a non-volatile, electrically programmable memory (PROM, EaROM, e.g. MNDS) is used as the memory and, when a non-volatile memory with a time-limited storage capacity is used, the stored data is refreshed at sufficient time intervals will. 5) Fehlerkompensatiansverfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch k, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßgeräte für die automatische Ermittlung und Einspeicherung der Korrekturwerte bzw. werte van Korrekturkurven eingerichtet sind.5) Fehlererkompensatiansverfahren according to claim 1 to claim k, characterized in that the measuring devices are set up for the automatic determination and storage of the correction values or values of correction curves. 6) Fehlerkompensationsverfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal des Temperaturfühlers über den vorhandenen Analag-/ Digital-Ulandler dem Rechenwerk zugeführt ist.6) error compensation method according to claim 1 to claim 5, characterized in that that the output signal of the temperature sensor via the existing system / Digital Ulandler is fed to the arithmetic unit. 709882/0517709882/0517 INSPECTEDINSPECTED -JB ■-JB ■ 7) Fehlerkompensationsverfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitbasen von der Netzfrequenz bzw. einem Quarz ader einem frei schwingenden Oszillator abgeleitet sind.7) error compensation method according to claim 1 to claim 6, characterized in that that the time bases of the mains frequency or a quartz vein free oscillating oscillator are derived. B) Fehlerkompensationsverfahren nach Anspruch 1 und Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der aktuelle Stand der Zeitbasen bei Ausfall der Stromversorgung in dem nichtflüchtigen Speicher aufbewahrt ist.B) error compensation method according to claim 1 and claim 7, characterized in that that the current status of the time base is stored in the non-volatile memory in the event of a power failure. 9) Fehlerkampensationsverfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei bekanntem zeitlichem Verlauf der Alterung die für verschiedene Zeitabschnitte gültigen Alterungsraten gespeichert und bei der Berechnung des endgültigen Meßergebnisses unter Beachtung des gegenwärtigen Standes der Zeitbasen berücksichtigt sind.9) error campaigning method according to claim 1 to claim 8, characterized in that that if the time course of aging is known, the for different Periods of valid aging rates are stored and when calculating the final measurement result, taking into account the current status of the time bases are taken into account. 10) Fehlerkompensationsverfahren nach Anspruch 1 bis Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß bei Vorliegen von Alterungseffekten, die nennenswert vom Temperaturverlauf während des Einsatzes der Meßgeräte beeinflußt werden, der Speicher Daten enthält, die die mathematische Abhängigkeit der Alterung vom Temperatur-Zeit- Verlauf ausdrücken und die Computer so programmiert sind, daß sie unter Beachtung des gegenwärtigen Standes der Zeitbasen sowie der Augenblickstemperatur bei der Berechnung des endgültigen Meßergebnisses die bekannte Abhängigkeit berücksichtigen.10) error compensation method according to claim 1 to claim 9, characterized in that that in the presence of aging effects, the significant changes in temperature can be influenced during the use of the measuring devices, the memory contains data that shows the mathematical dependence of aging on temperature-time Print history and the computers are programmed to run under Observance of the current status of the time base and the instantaneous temperature Take the known dependency into account when calculating the final measurement result. 11) Fehlerkompensationsverfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Computer der Meßgeräte bei Anschluß entsprechender Normalien und Eingabe entsprechender Befehle selbsttätig neue Korrekturwerte bzw. -kurven ausrechnen und damit die gespeicherten liierte überschreiben.11) error compensation method according to claim 10, characterized in that the Computer of the measuring devices with connection of corresponding standards and input of the corresponding Commands automatically calculate new correction values or curves and thus overwrite the saved values. 7 :· '> /■ r; S7: · '> / ■ r; S.
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