Устройство для автоматического измерения метрологических характеристик цифровых измерительных приборов

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

У(Я) Н 03 К 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СОИДЕТЕЛЬСТБУ

:В»

ГОСУДАРС ГВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 824428 (21) 3400858/18-21 (22) 24.02.82 (46) 30.06.83. Бюл. < 24 (72) А.А. Бакиров, А,А..Брагин, А.И. Заико, В.И. Коновалов, А. Л. Семенюк. и И.Г. Средина (71), Уфимский авиационный институт им. Орджоникидзе и Научно-производ ственное объединение "Система" (53) 681.325(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

0 882244442288, кл. Н 03 K 13/02, 1979 (прототип), „„SU„„1026298 А (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ.АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ по авт. св. И 824428, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, в него введены ключ и блок дифференцирования„ причем выход формирователя входного сигнала подключен к входу блока дифференцирования, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход ко" торого подключен к выходу сравнивающего блока, а выход - к четвертому входу блока управления. 102б298

Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и предназначено для автоматического определения динамических характеристик аналого"цифровых преобразователей (АЦП ).

По основному авт. св. ff 824428 известно устройство для автоматического измерения метрологических харак" теристик цифровых измерительных приборов, содержащее измеритель времен1О ных интервалов, цифроаналоговый реобразователь, первый выход которого соединен с первым входом блока управления и статической обработки данных. второй вход .которого подключен к пер 15 вому выходу поверяемого -АЦП, а второй выход цифроаналогового преобразователя соединен с первым входом сравнивающего блока, выход которого подключен к первому входу триггера, О выход сравнивающего блока подключен к второму входу поверяемого АЦП, второй выход которого подключен к второму входу триггера, выход которого соединен с входом измерителя времен- 5 ных интервалов, выход которого соединен с третьим входом блока управления и статической обработки данных, второй выход которого подключен к входу цифроаналогового преобразова- ЗО теля, Формирователь входного сигнала, вход которого, подключен к первому выходу блока управления и статической обработки данных, а выход - к первому входу поверяемого АЦП и к второму входу сравнивающего блока.

Устройство позволяет автоматически измерять статические характеристики погрешности и время цикла кодирования АЦП в динамическом режи- 1О ме I.1j.

К недостаткам данного устройства относятся ограниченные функциональные возможности. Это объясняется тем что устройство не позволяет измерять45 важную динамическую характеристику

АЦП." время задержки отсчета, которое. подлежит нормированию.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройстgp ва.

Поставленная цель достигается тем что в устройство для автоматического измерения метрологических характе ристик цифровых измерительных приборов введены ключ и блок дифференциро .вания, причем выход формирователя входного сигнала подключен к входу блока дифференцирования, выход которого соединен с первым входом ключа, второй вход которого Подключен к вы-, ходу сравнивающего блока, а выход - . к четвертому входу блока управления.

Введение блока диффернцирования и ключа, один вход которого подКлючен к выходу сравнивающего устройства, позволяет измерить значение производной испытательного сигнала в момент запуска АЦП. В результате этого становятся известными погрешность преобразования АЦП и значение производной испытательного сигнала, датированные одним и тем же моментом времени (момент запуска АЦП ), что позволяет рассчитать время задержки отсчета.

В соответствии с методическими указаниями по нормированию и определению динамических характеристик АЦП (РЛ50-148-79) время задержки отсчета

t>> нормируется своей систематической составляющей t и апертурным временем tq, характеризующим разброс 1

Текущее значение t „. определяется из соотношения

И)

ro; «Тс„) где a(t ° ) - погрешность преобразова1 ния АЦП в момент време1 х(С, ) - значение производной испытательного сигнала в этот же момент времени.

Таким образом, измеряя погрешность преобразования АЦП Ь(„.) и значение производной испытательного сигнала

x(t„.), определяя по Формуле (1) текущие значения 1 „-, а затем их статистически обраЬатывая, можно определить систематическую задержку

1 с и апертурное время с1.

flредлагаемое устройство позволяет измерять текущие значения задержки отсчета t ., определять ее вероятностные характеристики t < и t» а также вероятностные характеристики погрешности и время цикла кодирования АЦП для любых динамических сигналов.

На чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит цифроаналоговый преобразователь (ЦАП ) 1, состоящий из блока 2 цифровой уставки, выход которого подключен к входу преобразователя 3 код - напряжение и первому входу блока 4 управления и статической обработки данных. Выход преобразователя 3 соединен с первым

1026298

3 входом сравнивающего блока 5, второй. вход которого подключен к выходу формирователя 6 входного сигнала и к первому входу исследуемого АЦП 7. Выход триггера 8 соединен с входом измерителя 9 временных интервалов, блок 10 дифференцирования своим входом подключен к выходу формирователя

6 входного сигнала,а выходом — к первому входу ключа 11. Выход сравнивающего блока 5 подключен к первому входу триггера 8 и к вторым входам АЦП 7 и ключа 11. Первый выход блока 4 управления подключен к входу формирователя 6 входного сигнала, второй выход соединен с входом блока 2 цифровой уставки. Первый выход исследуемого АЦП 7 соединен с вторым входом блока 4, а второй выход АЦП 7 подключен к второму входу триггера 8. Выход измерителя 9 соединен с третьим входом блока 4, четвертый вход которого подключен к выходу ключа 11., Устройство работает следующим образом.

Согласно программе работы блок 4 управления и обработки устанавливает код исследуемой точки диапазона, который вырабатывается блоком 2 цифровой уставки. Образцовый код поступает на вход преобразователя 3 код " напряжение, на выходе которого формируется образцовый сигнал, соответствующий коду исследуемой точки. По команде с блока 4 формирователь 6 входного сигнала генерирует динамический испытательный сигнал, который может быть детерминированным, случайным либо любым другим сигналом требуемого вида. Испытательный сигнал поступает на вход исследуемого

АЦП 7 и одновременно подается на один вход сравнивающего блока 5, на другой вход которого поступает сигнал с ЦАП 1. В момент равенства сравниваемых сигналов t„ сравнивающий блок 5 запускает АЦП, переключает триггер 8 в состояние "1" и открывает ключ 11. Значение производ- . ной испытательного сигнала x(t ° ) с

1 блока 10 дифференцирования в момент через открытый ключ 11 подается в блок 4 управления и обработки. По истечении времени, равного времени преобразования АЦП, на его выходе появляется код, который поступает в блок 4. одновременно на другом вы ходе АЩ1 появляется сигнал конца преобразования, который переключает триггер 8 в состояние "0". В блоке Ч произ водит ся вы чита ние. из ре аул ьт ата преобразования образцового кода. Полученная разность Z (t ° ) представляет

5 собой значение погрешности АЦП в момент времени t,;. По формуле (1) в блоке 4 определяется текущее значение задержки отсчета 1 ., Триггер

8 вырабатывает импульсьi, длительность которых равна времени цикла кодирования АЦП +и. Эти импульсы поступают на измеритель 9 временных интервалов, и результаты измерения поступают в блок 4 управления и обработки.

15 Таким образом, в результате каждого преобразования АЦП.определяются текущие значения погрешности (1,„ ), задержки отсчета t „ è времени цикла кодирования t>. Йзмерения в одной

20 точке шкалы проводятся установленное число раз, необходимое для проявления статических закономерностей.

После проведения серии преобразований в одной точке диапазона блок 4 управления и обработки подсчитывает вероятностные характеристики погрешности и времени цикла кодирования для этой точки и устанавливает код следующей исследуемой точ"

30 ки шкалы. По окончании измерений во всех интересующих точках шкалы ЛЦП в блоке 4 определяются вероятностные характеристики задержки отсчета систематическая задержка и апертурное время 1С,, Таким образом, устройство позволяет измерять вероятностные характеристики погрешности АЦП в динамическом режиме, задержку отсчета t

40 и ее вероятностные характеристикиtq0 и t>, а также время цикла коди" рования ЛЦП. При этом испытательный динамический сигнал может быть любым. Кроме того, если на исследуемый АЦП

45. подавать испытательный сигнал не с формирователя 6 входного сигнала, а непосредственно от источника измеряемого сигнала, то укаэанные динамические характеристики АЦП будут

50 определены для реальных преобраэуе" мых сигналов.

В предлагаемом устройстве по сравнению с известным расширяются .функциональные возможности так как становится возможным определять не только погрешность и время цикла кодирования АЦП, но и другую нормируемую характеристику АЦП - время задержки отсчета и ее вероятностные характеСоставитель В. Солодова

Техр И.Тепер ., Корректо О. Макаренко

Редактор M. Рачкулине каэ 5 5 Тираж 93 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж"35 Раушская наб. д. 4/5 атент, г. Ужгород, ул. роектная, лиал

5 1026298 6 ристики - систематический сдвиг но учитываюшие свойства измеряемых и апертурное время t<. При этом уст- сигналов. Известные устройства опре» ройство определяет t> и йо для.лю- деляют задержки отсчета и апертурное бых динамических испытательных сигна- время только для синусоидальных входлов, в том числе и для реальных из- 5 ных сигналов, что ограничивает их меряемых сигналов. Это позволяет по- функциональные возможности и не получить наиболее достоверные динами- зволяет исследоватьдинамические свой.ческие характеристики АЦП, максималь- ства АЦП дляразных видовсигналов.