Устройство для дискретизации измерительных

О П И-СА Н И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 367443 союз Советскик Социалистическик РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 05.И 11.1970 ( 1471879/18-24)с присоединением заявкиПриоритетОпубликовано 23,1.1973, Бюллетень8Дата опубликования описания 19,111,1973 М. Кл, б 08 с 13/00 Комитет по делан изобретений и открытий при Совете Министров СССРУДК 621,398(088.8) Авторизобретения А, ф, Терещенко Заявитель УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТИЗАЦИИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВИзобретение относится к технике электрических измерений неэлектрических величин и может быть применено в телеметрии и при точной магнитной записи механических и тепловых величин для временного уплотнения измеряемых сигналов.Известны устройства для дискретизации измерительных сигналов, содержащие в каждом канале параметрические датчики и резисторы, соединенные между собой по мостовой схеме, интеграторы, формирователи, ключи и генератор импульсов.Однако извсстные устройства применимы только для процессов, ограниченных по частоте, причем верхняя частота изменения входного воздействия должна быть по меньшей мере в два раза ниже значения несущей частоты с=1/Тю (согласно теореме Котельникова). Однако измеряемые процессы зачастую занимают более широкую полосу частот, значительно превышающую границу 0,5 ю. При наличии высокочастотной помехи п)0,5 ю во входном воздействии периодическая выборка непосредственно входной функции приводит к образованию низкочастотной паразитной модуляции выходных импульсов, что эквивалентно присутствию входного ложного воздействия низкой, в частности нулевой, частоты. Цель изобретения - повышение надежностиработы устройства.Цель достигается тем, что вход мостовойсхемы соединен через формирователь с генератором импульсов, а выход через интегратор, параллельно которому включены резистор и ключ, и другой ключ, соединенный с генератором, подключен к выходной клемме устройства.На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства дискретизации измерительных сигналов, на фиг. 2 - блок-схема управляющего автогенератора.Устройство дискретизации содержит два канала 1 преобразования физической величины и общие для них выходные клеммы 2, зашунтированные нагрузочным сопротивлением у, и генератор 4 управляющих импульсов с постоянным периодом следования Т имеющий две секции выходных зажимов 5, - 7, и б, - 7,.Первый канал преобразования содержитпоследовательно включенные звенья: мостовую или потенциометрическую схему 8 т с параметрическим датчиком 9 ь усиливающий ин тегратор 10, накопительный конденсатор 11 ткоторого зашунтирован разрядным ключом 12 и последовательный ключ 18,. Управляющие входы ключей 12, и 18, присоединены к выходам генератора 4. Питающая цепь мосто- ЗО вой или потенциометрической схемы 8 т при3соединена к генератору 4 через формирователь 14, однополярного треугольного импульса с выходным зажимом 15.Второй канал преобразования выполнен идентично и содержит одноименные звенья с индексом 2.Управляющие и питающие датчики импульсы напряжения 1 тока) ца выходах 5 - 7 ь 15 относительно импульсов па выходах 5 - 7 ь 15 смещены по времени па половину периода То.Ключи 12 ь 12, и 13 ь И основное время разомкнуты и замыкаются лишь на короткий промежуток времени при выработке генератором 4 импульса на соответствующем выходе.Генератор управляющих импульсов может быть выполнен, например, по схеме, представленной на фиг. 2. Оп содержит автогенератор 1 б с частотой 21 То, триггер 17 и два ждущих блокинг-генератора 18 и 18., подключенных к противоположным плечам триггера через дифференцирующие цепи 19 и 19., соответственно. С приходом запускающего импульса на блокинг-генератор его транзистор (лампа) отпирается и ца выходе 5, (5) вырабатывается кратковременный импульс положительной полярности, после чего транзистор запирается и на выходе б 16.) формируется кратковременный импульс-выброс, замыкающий разрядный ключ интегратора.В качестве формирователя 14 или 14. одно- полярных треугольных импульсов можно использовать интегратор с принудительным разрядом его накопительного конденсатора в конце каждого периода интегрирования двухполярного прямоугольного импульса с выхода триггера 17. Треугольные импульсы на выходах формирователя начинают нарастать в каждом цикле с нулевого значения со сдвигом во времени на половину периода Т, ца выходе 15, по отношению к выходу 15 г.Датчики 9, и 9 расположены ца измеряемом объекте в непосредственной близости один от другого, воспринимая практически одну и ту же физическую величину (т. е. величину в одной точке) .Устройство дискретизации работает следующим образом.С моментом о поступлеция ца датчики входного воздействия почти совпадает начало формирования треугольного импульса У, питающего мостовую схему Я первого канала, на измерительной диагонали которой вырабатывается напряжение с 1 а нарастающее приблизительно от нуля по линейному закону в течение 0,5 То и спадающее во второй полу. период также по линейному закону до нуля,Это напряжение поступает на вход предварительно разряженного интегратора 161 напряжение которого с 1 онепрерывно нарастает во времени. Блокицг-генератор 18 вырабатывает короткий импульс Гь замыкающий ключ 18 При этом интегрированный сигнал передается ца выходные клеммы 2 и в нагрузку 3, т. е. производится кратковременнаягде 45 Практически предлагаемое устройство может быть выполнено в нескольких вариантах.В частности, интеграторы могут быть построены по известной схеме па базе операционных усилителей постоянного тока с конденсатором 50 в цепи обратной связи, При этом одновременно с интегрированием при соответствующем выборе То и т, можно получить усиление сигнала, Возможно также выполнение устройства с разделением функций усиления и ин тегрировация при применении самостоятельных звеньев, в частности дифференциального усилителя и пассивного интегратора. Схема включения датчиков может быть выполнена мостовой, полумостовой, дифференциальной и 60 потецциометрической, причем входная изме.рительцая схема может содери(ать от одного до четырех датчиков. Ключи в устройстве дискретизации могут сыть выполнены ца интегральных прерывателях, оцполярпых или по левых транзисторах. 4выборка напряжения интегратора. После размы 1(ания данного ключа В момент 1 ключ 12 интегратора 10 кратковременно замыкается, и накопительный коцдсцсатор быстро разр жается до нуля. После возврата интеграторав исходцос положение начинается новый период преобразования входной величины,Одновременно с рассмотренными процессами измеряемая величина преобразуется во 10 втором канале, Однако здесь треугольный импульс, поступающий ца питающую диагональ мостовой схемы 8., и моменты выборки напряжения интегратора 10 и возврата его в нулевое положение сдвинуты ца половину пе риода Тпо отношению к аналогичным процессам в первом канале. Поэтому в установившемся режиме интервалы изменения напряжения питания мостовой схемы 8 и время непрерывного интегрирования равны периоду 20 То, моменты же выработ(и вторым каналомвыходных ЛМ импульсов оказываются смещенными ца половицу периода.Таким образом, вместо непосредственнойвыборки входной величины, как в обычных 25 устройствах дискретизации или как в обычных АИ модуляторах, в предлагаемом устройстве осуществляется предварителы ая интегральная обработка сигнала при двухкратном периодическом усре,"ненни измеряемой вели чины.При постоянном значении измеряемой величины Р амплитуда выходного импульса 1/а, определяется следящим выражениями 35 1 г - СР; С,: Сг 115ииС. - коэффициент преобразованиядаччика;У(о,о - амплитуда треугольного им пульса ца выходе формирователя;т - постоянная времени интегратора.Заказ 53712 Изл. М 1150 Тираж 602 ПолиисноеЫ 1 ИИПИ с,онтета ио ленам изобретений и открытий ири Соче 1 е Ми шстров СССРМосква, Ж, Раушскан наб., л. 4 5 Тииотрафин, ир. Санова, 2 Предлагаемое устройство обеспечивает эффективное подавление высокочастотных входных воздействий, период которых равен или меньше значения Т,; при этом фактическое значение частоты дискретизации составляет 2/Та. Таким образом, верхняя частота измеряемого процесса должна быть не ниже 1,Т 1 Устройство для дискретизации измерительных сигналов, содержащее в каждом канале параметрические датчики и резисторы, соединеш 1 ые между собой по мостовой схеме, интеграторы-формирователи, ключи и генератор импульсов, отличающееся тем, что, с целью 5 повышения надежности работы устройства,вход мос 1 овой схемы соединен через формирователь с генератором импульсов, а выход через интегратор, параллельно которому включены резистор и ключ, и другой ключ, 10 соединенный с генератором, подключен к выходной клемме устройства.