Способ измерения постоянного тока

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистическия

Республик р >766006 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл.3 (22) Заявлено 100478 (21) 2602393/18-21 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 230980 Бюллетень № 35

Дата опубликования описания - 230980

Н 03 К 13/20

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК681. 325 (088.8) (72) Автор изобретения

A. В. Давыдов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изобретение относится к информационно-измерительной технике, и может быть использовано в случаях, когда необходима нелинейная измерительная характеристика, в частности, для расширения динамического диапазона измерения.

Известен способ измерения постоянного тока, в.котором получение нелинейной измерительной характеристики достигается за счет использования элементов с нелинейной вольт-амперной характеристикой p1) . Недостатком этого способа является низкая точность.

Известен также способ измерения постоянного тока, заключающийся в промежуточном преобразовании измеряе мого тока в среднюю частоту последо- вательности импульсов и ее последующей регистрации (21 .

Недостаток способа заключается в ограниченных функциональных возможностях, в частности, невозможности получения нелинейной измерительной 25 характеристики требуемогб вида.

Целью изобретения является получение нелинейной измерительной характеристики заданного вида. Поставленная цель достигается тем, что в известном способе измерения постоянного тока, включающем промежуточное преобразование измеряемого тока в среднюю частоту сформированной последавательности импульсов и ее последу ющую регистрацию, формирование последовательности импульсов осуществля ют цо случайному закону распределения импульсов во времени, после чего преобразуют сформированную последовательность импульсов методом статистической выборки импульсов.

На чертеже представлена функцио- нальная электрическая схема. устройства. Устройство содержит входной согласующий каскад 1, сравнивающее устройство 2, к входам которого подключены выходы входного каскада 1,и частотно-аналогового преобразователя

3, а к выходу — вход усилителя 4 сигнала управления. Выход усилителя

4 подключен ко входу генератора 5 импульсов, распределенных во времени . по случайному закону. Выход генератора 5 подключен к входам преобразователя 3 и устройства 6 статистической выборки. Генератор 5 импульсов распределенных во времени по случайному закону, выполнен на генераторе шума

766006 амплитудном дискриминаторе 8, фор. мирователе импульсов 9.

Элементы 1-5 осуществляют преобра зование входного тока в среднюю частоту последовательности импульсов, распределенных во времени по случайному закону, следующим образом.

В отсутствие тока на входе устрой стна отсутствует сигнал разбаланса . на выходе сравнивающего устройства 2 и сигнал управления на выходе усилителя 4, при этом напряжение дискриминации дискриминатора 8 устанавливается таким, что на его выходе и на выходе генератора 5 отсутствуют выходные импульсы. При подключении входа устройства к источнику тока на выходе сравнивающего устройства 2 появляется сигнал разбаланса, который усиливается усилителем 4 и подается на вход управления дискриминато» ра 8, при этом уровень дискриминации 20 дискриминатора 8 понижается и на ныходе генератора 5 появляются импульсы, распределенные по закону Пуассона. Импульсы подаются на вход преобразователя 3 и преобразуются и ток, 25 который поступает на второй вход сравнивающего устройства 2. Уровень дискриминации дискриминатора 8 понижается и соответственно возрастает средняя частота следования импульсов на ныходе генератора 5 до установления динамического равновесия между входным током и током компенсации с ныхода преобразователя 3.

Таким образом, элементы 1-5 осуществляют преобразование измеряемого тока в частоту следования импульсов, распределенных во времени, по случайному закону, например — по закону

Пуассона, т ° е. выполнение операции, описываемой математическим выражени- 4О ем вида:

К! (1) где F — средняя частота статистически распределенных импульсов, К коэффициент преобразования в имп/сек 45 на единицу тока, 1-входной.ток, Как известно, закон Пуассона опре» . деляет вероятность появления К импульсов на временном интервале t npu средней частоте f на бесконечно боль- 5Q шом интервале:

P(k) (f t) ° (kI), ехр(-ft) (2)

Из закона Пуассона вытекает, что плотность вероятности временного интервала te между импульсами равна 55

p(t ) - f -exp(-f t) (3)

Расйределение P (t ) является непрерывным и нормированным.

Далее с помощью устройства 6 статистической выборки осуществляется преобразование полученного первичного 40 потока статистически распределенных импульсов во вторичный поток со статистической.ныборкой импульсов, обеспечивающей сужение динамического диапазона средней частоты следования 65 импульсов и нелинейное его преобразы вание по частоте. Задаваемый закон статистической выборки будет определять закон нелинейности характеристи ки.

Учитывая, что временное распределение интервалов между импуЛьсами является непрерывным распределением,статистическая ныборка может быть проведена по длительности интервала между импульсами. Такая выборка разделяется на два вида: продлевающегося и непродлевающегося типа.

Для выборки продленающегося типа устройство выборки выполняется таким образом, что по приходе любого имульса первичного потока, импульс ропускается на выход схемы во вториЧный поток, если временной интервал до предшествующего импульса больше установленного времени ограничения.

При распределении импульсон по закону Пуассона иэ формул 2 и 3 следует, что вероятность регистрации импульса на бесконечно малом!временHoM T e dt равна:

P(1) - f.dt (4) а вероятность отсутствия импульса на временном интервале

P (0) exp(- f t) (5)

Вероятность пропускания импульса из первичного потока во вторичный будет равна вероятности импульса на интервале dt, умноженной на вероятность отсутствия импульса на интервале !, предшествующем интервалу dt., откуда средняя частота следования импульсов вторичного потока после выборки будет равна:

F f ° exp (-7ь) (6)

Закон нелинейности измерительной

Характеристики принимает вид:

F К! exp(-КЯI) (7)

Для выборки по интервалу непродлевающегося типа устройство выборки выполняется таким образом, что после каждого импульса первичного потока, пропущенного во вторичный поток, схе- ма закрывается на время с для всех последующиХ импульсов. Если и течение некоторого большого времени Т на вход схемы поступило N импульсов первичного потока (N = f T), из которых

М было пропущено во вторичный поток (Й F Т), à L импульсов нет, то общая длительность блокировки устройства выборки Т будет равна:

Т (8)

Откуда 1. f Т M ° f ° Т (9)

Й M + !. = М{1 + fa) (10)

F f ° (1 + fc) (11)

Закон нелинейности при выборке по интервалам непродлевающегося типа примет вид: F KI(1 + Кс!) (12) Аналогичным образ ом могут быт ь получены нелинейные характеристики и по другим законам изменением либо

766006

Формула изобретения

Составитель В.Дмитриев

Редактор И.Бахметьева Техред Ж.Кастелевич Корректор М.Демчик

ПодписноЕ

Заказ 6526/52 Тираж 995

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 закона статистического распределени импульсов и интервалов между импульсами (показательное, равномерное и т.д.), либо закона. статистической выборки импульсов во вторичной поток (продлевающийся интервал по двум предыдущим импульсам, по флюктуирующему интервалу и т.д.).

Далее осуществляется регистрация средней частоты импульсов вторичного потока в цифровой или аналоговой форме с использованием соответствующих ,технических средств.

Таким образом, благодаря отличительным признакам изобретения может быть получена нелинейная измерительная характеристика требуемого вида, что в частности, необходимо для расширения динамического диапазона изме рения. Таким образом, расширяются 20 функциональные возможности способа.

Способ измерения постоянного тока, включающий промежуточное преобразование измеряемого тока в среднюю частоту сформированной последовательности импульсов и ее последующую регистрацию, отличающийся тем, что с целью получения нелинейной характеристики заданного вида, формирование последовательности импульсов осуществляют по случайному закону распределения импульсов во времени, после чего преобразуют сформированную последовательность импульсов методом статистической выборки импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Gilmour G.À. 1 ЕЕЕ Trans я 5-14

М 1, 1967, с. 321.

2. Ольдскон Л.Г.,Хазанов В.И.

В сб. "Ядерное приборостроение, вып. УМ, M., Атомйздат, 1968, с.24 .(прототип).