Преобразователь емкости,индуктивности, сопротивления в интервал времени

 

scsc <" >

О П

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союэ Советских

Социалистических

Республик »439916

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 13.12.72 (21) )859795/26-9 с присоединением заявки №вЂ” (32) Приоритет—

Опубликовано 15.08.74. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 21.03.7о (51) М.Кл. Н 03k 13/20

Мсударственный комитат

Совета Министров СССР по делам нэооретеннй и открмтии (53) УДК 68).325 (088.8) (72) Автор изобретения

В. Ф. Бахмутский

Львовский завод электроизмерительных приборов (71) Заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕМКОСТИ, ИНДУКТИВНОСТИ, СОПРОТИВЛЕНИЯ В ИНТЕРВАЛ ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области измерительной технш<и и может быть использовано в цифровых радио- и электроизмерительных приборах.

Известен преобразователь емкости, индуктпвности, сопротивления в интервал времени, содер>кащий измерительную цепь из образцового и измеряемого элементов, устройство сравнения напряжений, один вход которого подключен к выходу делителя напряжения, вход которого соединен с источником напряжения постоянного тока, формирователь временного интервала, состоящий из нуль-органа, соединенного с управляющим входом вентиля, через который генератор тактовых импульсов подключен к одному входу формирующего триггера, причем вход нуль-органа соединен с выходом устройства сравнения, и устройство управления, выход которого подключен к управляющему входу формирователя временного интервала. Недостаток такого преобразователя заключается в низкой помехозащшценпости, обусловленной тем, что временной интервал, пропорциональный постоянной времени измерительной цепи, является информационной переменной t в течение этого интервала не может быть выполнено качественное питетрнрование (сглаживание) аддитивного сигнала помехи на вы:<оде измерительной цели.

Для повышения помехозащищенности в предлагаемый преобразователь введен коррелятор, содержащий управляемое звено задер>кки и последовательно соединенные умножитель и интегратор. Один вход умножителя подключен к выходу измерительной цепи, соединенной с выходом генератора белого шума, другой через звено задер>кки соединен с ее входом, а выход интегратора подключен к дру10 гому входу устройства сравнения. В формирователь временного интервала дополнительно введены управляемое звено задержки и запоминающий элемент, вход которого подключен к выходу устройства сравнения, а выход — к

15 управляющему входу управляемого звена, задержки формирователя временного интервала, включенного между выходом генератора тактовых импульсов и другим входом формирующего триггера.

20 На чертеже дана схема описываемого преобразователя.

Преобразователь содер>кит генератор 1 бслого шума, измерительную цепь 2 пз образцо«ого > и измеряемого 4 элементов, коррсля2>5 тор 5, состоящий из управляемого звена 6 задержки, умножителя 7 и интегратора 8, устройство 9 сравнения напряжешш (дифференциальный усилитель), делитель 10 напряжения иа активных сопротивлениях 11 и 12, IIc реключатель 1>, источник 14 напряжения по439916 стоянного тока, формирователь 15 временных интервалов, включающий в себя запоминающий элемент 1б, нуль-орган 17, генератор 18 тактовых импульсов, управляемый вентиль 19, формирующий триггер 20 и управляемое звено 21 задержки, и устройство 22 управления.

Преобразователь работает следующим образомм.

Напряжение U(t) некоррелированиого белого шума с выхода генератора 1 поступает на ð вход дифференцирующей измерительной цепи 2. С выхода этой цепи (точки соединения элементов 8 и 4) частично коррелированный сигнал U(t), преобразованный измерительной цепью, подается на один из входов корреля- 15 тора 5, являющийся входом умножителя 7. На другой вход коррелятора, являющийся входом звена б задержки, поступает напряжение U(t) с выхода генератора 1, На выходе звена б образуется напряжение U(t — T), задержанное 20 на время Т (время задержки). Входные сигналы U(t) и U(t — T) перемно>каются умножителем 7 и затем интегрируются интегратором 8, в результате чего на выходе коррелятора (в точке а) вырабатывается напряжение 25

U;.= J U(t — Т) U(t)dt=i. l:, (1) где т — постоянная времени измерительной цепи, 1. — коэффициент пропорциональности.

Это напряжение сравнивается в устройстве 9 с напряжен.: ем на выходе делителя 10, т. е. в точке соединения резисторов 11 и 12 (в точке б), равным 1" = Uo. К», (2) где U- — опорное напряжение, К» — коэффи- 35 циент деления, В замкнутом положении переключателя 18, когда ко входу б прикладывается полное напряжение источника 14, равное

Uo, осуществляется калибровка. При этом в звене б устанавливается задержка Т, равная 40 нулю, и выполняется условие U.. » ..= Up, т. е, . 1

Uo — — ).. Величину К выбирают равной —, где е е — основание натуральных логарифмов. Усло- 45 вие баланса напряжений U» и О» »с учетом соотношений (1) и (2) приобретает вид т >,е —— —, т. е. т= Т. (3) е

Таким образом, условию баланса отвечает время Т задержки, равное искомой постоянной времени т цепи, поэтому необходимо осуществить следящее регулирование задержки в звене б с выхода устройства 9 сравнения. Это достигается путем введения в формирователь

15 временного интервала запоминающего элемента 1б, который поддерживает определенный уровень управляющего напряжения, поступающего на управляющий вход звена б за- qp держки, в установившемся режиме (при отсутствии сигнала на выходе устройства 9). Нульорган 17 формирователя фиксирует момент баланса У» и U6 и разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 18 через управляемый вентиль 19 (путем воздействия на его управляемый вход), на пусковой вход формирующего триггера 20. На тормозной вход этого триггера через звено 21 задержки поступает задержанный тактовый импульс. Поскольку звено 21 идентично звену б и на его управляющий вход с выхода запоминающего элемента 1б поступает то >ке напряжение, задержка равна Т. Следовательно, временной интервал, сформированный триггером

20, равен Т и в силу соотношения (3) постоянной времени т измерительной цепи.

С приходом импульса сброса с устройства

22 управления измерительный цикл повторяется. Импульс сброса устанавливает триггер 20 в исходное состояние и разряжает запоминающий элемент 1б.

Поскольку постоянная времени т формируется в масштабе времени Т задержки, а интегрирование согласно выражегпио (1) выполняется в реальном масштабе времени, преобразователь обладает высокой помехозащищенностью, свойственной корреляционным устройствам обработки сигналов. Конкретная реализация устройств задержки (выбор элементов временной развертки и пространственного считывания) определяется требуемой величиной т.

Предмет изобретения

Преобразователь емкости, индуктивности, сопротивления в интервал времени, содержащий измерительную цепь из образцового и измеряемого элементов, устройство сравнения напряжений, один вход которого подключен к выходу делителя напряжения, вход которого соединен с источником напряжения постоянного тока, формирователь временного интервала, состоящий из нуль-органа, соединенного с управляющим входом вентиля, через который генератор тактовых импульсов подключен к одному входу формирующего триггера, причем вход нуль-органа соединен с выходом устройства сравнения, и устройство управления, выход которого подключен к управляющему входу формирователя временного интервала, отличающийся тем, что, с целью повышения помехозащищенности, в него введен коррелятор, содержащий управляемое звено задержки и последовательно соединенные умно>китель и интегратор, причем один вход умножителя подключен к выходу измерительной цепи, соединенной с выходом генератора белого шума, другой через звено задержки соединен с ее входом, а выход интегратора подключен к другому входу устройства сравнения; в формирователь временного интервала дополнительно введены управляемое звено задержки и запоминающий элемент, вход которого подключен к выходу устройства сравнения, а выход — к управляющему входу управляемого звена задержки формирователя временного интервала, включенного между выходом генератора тактовых импульсов и другим входом формирующего триггера.

439916

Составитель В. Бахмутский

Техред T. МиРонова Корректор H. Позняковская

Редактор А. Пейсоченко

Изд. № 1900 Тираж 811 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли