Способ цифрового измерения мгновенной частоты медленно меняющихся процессов

 

СПОСОБ ЦИФРОВО ГО ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННОЙ ЧАСТОТЫ МЕДЛЕННО МЕНЯЮЩИХСЯ ПРОЦЕССОВ путем преобразования интервала времени между двумя соседними импульсами в напряжение и последующим преобразованием этого напряжения в обратно пропорциональный интервал времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, с момента появления очередного импульса измеряемого процесса запоминают напряжение, соответствующее интервалу времени между двумя соседними импульсами предыдущего периода измерения частоты, формируют постоянный временной интервал, равныйТ

СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) G 01 R 23/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3319847/18-21 (22) 20..07.81 (46). 23.05.83. Бюл. N 19 (72) В.В. Скугарев, С.В. Жевнеров, О.Г. Козинцев и Б.Ф. Филякин (71) Воронежский политехнический институт (53) 621.317 ° 7(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР и 840758, кл. G 01 R 23/00, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

И 450112д t

МГНОВЕННОЙ ЧАСТОТЫ МЕДЛЕННО МЕНЯЮЩИХСЯ ПРОЦЕССОВ путем преобразования интервала времени между двумя соседними импульсами в напряжение и после" дующим преобразованием этого напряжения в обратно пропорциональный интервал времени, отличающийся тем, что, с целью повышения точности ,измерения, с момента появления оче.редного импульса измеряемого процесса запоминают напряжение, соответствующее интервалу времени между двумя соседними импульсами предыдущего периода измерения частоты., формируют постоянный временной интервал, равный Т = (0,6-0,8),где f

0 мс кс мс кс максимально возможная частота измеряемого процесса, в течение которого осуществляется измерение частоты предыдущего периода путем обратно.пропорционального преобразования зафиксированного напряжения в интервал времени и заполнения последнего импульсами опорной частоты, по оконча" нии последнего интервала времени напряжение, соответствующее измеряемому интервалу времени, уменьшают до постоянного уровня, равного U КТ, где К - постоянное число, начйная с которого по .окончании временного интервала Т0 увеличивают напряжение, соответствующее измеряемому интервалу времени, пропорционально интервалу времени текущего периода до при. хода следующего импульса измеряемого процесса.

1019353

Изобретение относится к области электрических измерений и может .быть использовано для цифрового измерения мгновенной частоты медленно меняющихся периодических процессов. В част-5 ности оно может быть использовано в медицине для измерения частоты пульса, дыхания и других физиологических параметров.

Известно устройство для цифрового измерения мгновенной частоты, в котором измерение частоты определяется в каждом периоде путем преобразования интервала времени между двумя соседними импульсами в напряжение с последующим преобразованием в интервал времени 1 3.

Однако способ измерения частоты, реализованный в этом устройстве, имеет низкую точность, связанную с погрешностью обнуления конденсатора.

Наиболее близким к предложенному является способ цифрового измерения мгновенной частоты медленно меняющихся процессов путем преобразования ин- 25 тервала времени между двумя соседними импульсами и формирования гиперболической функции, в котором напряжение, полученное в результате преобразования интервала времени между соседни- ЗО ми импульсами, запоминают, формируют импульсы, частота следования которых прямо пропорциональна зафиксированно" му напряжению, затем из участка с одинаковой частотой следования выделяют два первых и измеряют временной интервал между ними P2).

Однако этот способ имеет низкую точность измерения частоты связанную с измерением частоты через период, 40 так как период, следующий за измеряемым, используют для обратного преобразования напряжение - интервал времени и измерения этого интервала.

Цель изобретения - повышение точ- 45 ности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу цифрового измерения мгновенной частоты медленно меняющихся процессов путем преобразования интервала времени между двумя соседними импульсами в напряжение и последующим преобразованием этого напряжения в обратно пропорциональный интервал времени, с момента появления очередного импульса измеряемого процесса запоминают напряжение, соответствующее интервалу времени между двумя соседними импульсами предыдущего периода измерения частоты, формируют постоянный временной интервал, равный Т = (0,6-0,8) " где исикс максимально возможная частота измеряемого процесса, в течение которого осуществляется измерение частоты предыдущего периода путем обратно пропорционального преобразования зафиксированного напряжения в интервал времени и заполнения последнего импульсами опорной частоты, по окончании последнего интервала времени напряжение, соответствующее измеряемому интервалу времени, уменьшают до постоянного уровня, равного Оо =

= КТо, где К - постоянное число, начиная с которого по окончании времен" ного интервала Т увеличивают напряжение, соответствующее измеряемому интервалу времени, пропорционально интервалу времени текущего периода до прихода следующего импульса измеряемого процесса.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства, реализующего способ; на фиг. 2 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит формирователь

1, блок 2 управления и синхронизации, преобразователь 3 интервала времени в напряжение, преобразователь 4 напряжения в интервал времени и блок измерения интервала времени.

Устройство работает следующим образом.

Входное напряжение (Фиг. 2с ) преобразуется формирователем 1 в последовательность прямоугольных импульсов (фиг. 2 5) соответствующей частоты, поступающих в блок 2 управления и синхронизации. о С приходом очередного импульса в момент времени t.1 (фиг. 2 ) блок 2 вырабатывает команду на прекращение работы преобразователя 3. При этом напряжение на элементе памяти преобразователя 3 (фиг. 2ъ), полученное в результате заряда его по линейному закону в течение предшествующего периода Т„ измеряемого процесса, равно где К - коэффициент. пропорциональнос1 ти, определяемый параметрами цепи заряда конденсатора.

Это напряжение преобразуется далее преобразователем 4, реализующим гиперболическую функцию, в интервал вре" мени (фиг. 2Э), длительность ь„ которого обратно пропорциональна величине

1019353 напряжения и прямо пропорциональна стоянен от цикла к циклу измерений, частоте измеряемого процесса определяется длительностью импульса

1 К 1 К 1 хронизатора (фиг. 2в) блока 2 управ— — . ° — К Kf Я

20 К„Т„Т 1 ления и выбирается а зависимости от где К - коэффициент пропорциональнос-5 максимальной частоты f „измеряемо2 ти, определяемый параметрами ro процесса из условия элементов преобразователя 4 т = (0 6-0 8)

У 1

Измерение длительности этого инис1кс тервала времени производится в лок водится в блоке Напряжение U вследствие постоянств

5 путем подсчета числа импульсов опор->0 ва от цикла к циклу интервала То и ного генератора за врем я „ (ôèã.2 ). скорости заряда элемента памяти, обуП т го импульса в момент словленного неизменностью параметров

По окончании этого им у времени t . „+ c

" „ блок 2 управления цепи его заряда, также постоянно от вырабатывает команду на сброс напряже- цикла к циклу ния элемента памяти преобразователя 3.1 "о о ц =КТ

Р этого элемента памяти произ- Начиная с Момента времени 3 наазряд этого

° водится до напряжения Uв(фиг. 2 -). . пряжение на элементе памя .р м ти и еобВ момент времени t 3 = tg+ То блок 2 разователя 3,- равное U в момент и управления вырабатывает койанду на - начинает нарастать по.линейному заначало процесса измерения текущего 2О кону, достигая с приходом очередного периода измеряемого сигнала. импульса в моме „, р момент t величины прямо

Элемент памяти при этом по- прежне- пропорциональной периоду (фиг. ъ . му заряжен до напряжения о, ения U соответ-. Далее цикл преобразований устройства ствующего значению, чению которое имело бы повторяется аналогично предыдущему. место при его заря де с начала теку- 2 Таким образом, предлагаемыи спощего периода до моме о момента t . Интер- соб обеспечивает получение информа-. вал времени от начала текущего пе- ции о частоте исследуемого процесса и о есса его из-. для каждого его периода, что повыаамерения t 3, равный р = равный Т = t - t по- ет достоверность измерений.

ВНИИПИ Заказ 3695/39

Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,