Стробоскопическое измерительное устройство

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Республик

< >951145 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 04.01. 81 (21) 3229978/18-21 (51)M Кп з

G 01 R 13/02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

153) УДК681.142.

° 9 (088.8) Опубликовано 150882. Бюллетень ¹ 30

Дата опубликования описания 150882 (72) Авторы изобретения

A.Ñ.Áoíäàðåâñêèé, М.M.Ã|ëüìàí и E.Ä.Ïàíêîâ (71) Заявитель (54) СТРОБОСКОПИЧЕСКОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ

УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электроиэмерительной технике .и может быть использовано при.измерении параметров и определении характеристик быстропротекающих процессов.

Наиболее близким к данному изо-. бретению по технической сущности является стробоскопическое иэмерительйое устройство, содержащее стробоскопический преобразователь, первый вход которого соединен с шиной измерительного сигнала и входом генератора пилообразного напряжения, выход — с входом аналогового блока памяти, а второй вход — с выходом компаратора, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, и блок обработки, первый вход которого связан с кодовым выходом второго аналогоцифрового преобразователя, второй вход — с кодовым выходом цифра-аналогового преобразователя, третий вход — с выходом генератора пилообразного напряжения, а четвертый вход — с кодовым выходом первого аналого-цифрового преобразователя, измерительный вход которого соединей к ходом аналогового блока памяти ,11 .

Недостатком этого устройства является низкая скорость измерений, обусловленная необходимостью задания постоянного шага дискретизации по времени.

Цель изобретения повышение скорости измерения.

Эта цель достигается благодаря тому, что стробоскопическое измерительное устройство, содержащее стробоскопический преобразователь, первый вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала и входом генератора пилообразного напряжения, выход — с входом аналогового блока памяти, а второй вход — с выходом компаратора, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, и блок обработки, первый вход которого связан с кодовым выходом второго аналогоцифрового преобразователя, второй вход — c кодовым выходом цифра-аналогового преобразователя, третий вход — с выходом генератора пилоОбразного напряжения, четвертый вход — с кодовым выходом первого аналого-цифрового преобразователя, измерительный вход которого соединен

ЗО с выходом аналогового блока памяти, 951145 снабжено блоком формирования регулирующего напряжения, дифференциальным элементом, стробируемым опорным компаратором и делителем числа сигналов, первый вход которого подключен .к первому выходу блока обработки, вы- 5 ход — к входу запуска цифро-аналогового. преобразователя, а второй вход— к входам запуска аналого-цифровых преобразователей и блока обработки и выходу стробируемого опорного компа- 10 ратора, первый вход которого связан с выходом компаратора. второй вход -, с шиной нулевого потенциала, а третий вход — с входом блока формирования регулирующего напряжения и вы- 15 ходом дифференциального элемента, первый вход которого соединен с выходом аналогового блока памяти, а второй вход — с аналоговым выходом афро-аналогового преобразователя, 20 вход сброса которого подключен ко второму выходу блока обработки и входу сброса делителя числа сигналов, причем выход блока формирования регулирующего напряжения связан .со вторым входом компаратора и измерительным входом второго аналогоцифрового преобразователя.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства.

Устройство состоит из шины 1 исследуемого сигнала, стробоскопического преобразователя 2, аналогового блока 3 памяти, генератора 4 пилообразного напряжения, компаратора 5,,блока б формирования регулирующего напряжения, дифференциального эле мента 7, етробируемого опорного компаратора 8, rrepsoro аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 9, цифроаналогового иреобразователя (ЦАП) 10,(40 делителя 11 числа сигналов, второго аналого-цифрового преобразователя (AIIJI) 12 и блока 13 обработки.

Блок б формирования регулирующего напряжения представляет собой интег- 45 ратор, однако закон регулирования, реализуемый блоком 6, может быть и иным — лииейиым, нелинейным непрерывным или дискретным, в общем случае оптимальным с точки зрения лю- 5О бого требуемого критерия задачи измерения.

Устройство работает следующим образом.

Измеряемый сигнал поступает на вход стробоскопического преобразователя 2 и вход запуска генератора 4 пилообразного напряжения. Считанное стробимпульсом; формируемым в компараторе 5, мгновенное значение измеряемого сигнала расширяется в преобразователе 2 и запоминается в аналоговом блоке 3 памяти. Запомненное напряжение алгебраически сумми.— руется в дифференциальном элементе 7 с напряжением ЦАП 10, который зада- 65 ет уровень отсчета (квантования) °

Шаг квантования может быть как равномерным, так и неравномерным. Разностный сигнал с выхода дифференциального элемента 7 поступает на вход интегратора, на выходе которого устанавливается напряжение, текущее значение которого пропорционально задержке по времени между считанным дискретным значением сигнала и дискретным значением этого сигнала на заданном уровне. В момент равенства этого напряжения и пилообразного напряжения генератора 4 в компараторе 5 формируется стробимпульо, которым считывается дискретное значение измеряемого сигнала на уровне, задаваемом .ЦАП 10. Считанное дискретное значение сигнала кодируется первым АЦП 9. Установившееся напряжение интегратора кодируется вторым АЦП 12. Стробируемый опорный компаратор 8 следит за выходным напряженнем дифференциального элемента 7 и при достижении этим напряжением нулевого уровня после прихода сформированного в этот момент времени стрс5импульса формирует сигнал, который "запускает АЦП 9 и 12 и подготавливает блок 13 обработки к считыванию кода АЦП 9 и 12 и контролю кода ЦАП 10, эквивалентного заданному уровню отсчета дискретного значения измеряемого сигнала. Выходной сигнал стробируемого опорного компаратора 8 поступает на вход запуска ЦАП 10 через делитель 11 числа сигналов, благодаря чему запуск ЦАП

10 и Формирование очередной ступени уровня отсчета задерживается. Достигаемое при этом накопление данных в каждой точке стробирования обеспечивает повышение точности измерения при обработке. Коэффициент деления делителя 11 числа сигналов задается блоком 13 обработки. Блок 13 обработки выдает сигналы сброса делителя

11 и ЦАП 10, а также может выдавать кодовые сигналы переключения ЦАП 10.

Блок 13 обработки считывает коды

АЦП 9 и 12 и ЦАП 10. По величине уровня напряжения интегратора и по параметрам пилообразного напряжения генератора 4 блок 13 обработки вычисляет время сдвига сформированного стробимпульса, т.е. шаг считывания измеряемого сигнала по времени. Шаг считывания по времени, благодаря адаптивному регулированию, неравномерен. Каждый шаг считывания, соответствующий заданному уровню отсчета, достигается за весьма короткое время, обусловленное законом регулиро-. вания. Этот закон выбирается оптимальным.для конкретного процесса в смысле минимизации времени формирования стробимпульса, соответствующего заданному уровню отсчета. По5 951145 6

Формула изобретения

ВНИИПИ Заказ 5935/47 Тнраж 717 Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4 вышение скорости измерений благодаря адаптации шага дискретизации по времени в соответствии с заданным уровнем отсчета его мгновенного значения достигается как при регистрации форьы сигнала, так и при контроле его отдельных параметров.

Быстродействие устройства дополнительно увеличивается благодаря сжатию данных, передаваемых в блок обработки, что достигается заданием соответствующих уровней отсчета измеряемого сигнала. Шаги считывания сигнала по уровню могут быть заданы при этом по оптимальному закону.

Стробоскопическое измерительное устройство, содержащее стробоскопический преобразователь, первый вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала и входом генератора пилообразного напряжения, выход — с входом аналогового блока памяти, а второй вход — с выходом компаратора, .первый вход которого подключен к вЩ ,ходу генератора пилообразного напряжения, и блок обработки, первый вход которого .связан с кодовым выходом второго аналого-цифрового преобразователя, .второй вход — с кодовым выходом цифро-аналогового преобразователя,. третий вход — с выходом генератора пилообразного напряжения, а четвертый вход — с кодовым выходом первого аналого-цифрового преобразователя, измерительный вход которого соединен с выходом аналогового блОка памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения скорости измерений, оно снабжено блоком формирования регулирующего напряжения, дифференциальным элементом, стробируемым опорным компаратором и делителем числа сигналов, первый вход которого подключен к первому выходу блока обработки, выход — к входу запуска цифро-аналого- . вого преобразователя, а второй входк входам запуска аналого-цифровых преобразователей и блока обработки и выходу стробйруемого опорного компаратора, первый вход которого связан 5 с выходом компаратора, второй вход -. с шиной нулевого потенциала, а третий вход — с входом блока формирования регулирующего напряжения и выходом дифференциального элемента, 20 первый вход которого соединен с выходом аналогового блока памяти, а второй вход — с аналоговым выходом цифро-аналогового преобразователя, вход сброса которого подключен к

2 второму выходу блока обработки и входу сброса делителя числа сигналов, причем выход блока формирования регулирующего напряжения связан с.вторым входом компаратора и изме3О рительным входом второго аналогоцифрового преобразователя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

35 Р 771554, кл.G 01 R 13/02, 1978 (прототип).