Преобразователь емкости, индуктивности, сопротивления в интервал времени

(22) Заявлено 13,12,72 (21) 1859795/26 н. Н 031 с 13/2 с п 1)исоединением заявк йсударственный комите Савета Миннстрав ССС по делам нэовретеннй и открмтии(72) Автор изобретения В, ф. Бахмутский ий завод электроизмерительных прибоИзобретение относится к области измерительной техники и может быть использовано вцифровых радио- и электроизмерительныхприборах,Известен преобразователь емкости, индуктивности, сопротивления в ицтервал времени,содержащий измерительную цепь из образцового и измеряемого элементов, устройствосравнения напряжений, один вход которогоподключен к выходу делителя напряжения, 10вход 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-органасоединен с выходом устройства сравнения, иустройство управления, выход которого подключен к управляющему входу формироватсля временного интервала. Недостаток такогопреобразователя заключается в низкой иомехозащшцениости, обусловленной тем, что временной интервал, пропорциональный постоянной времени измерительной цепи, является информационной переменной и в течение этогоинтервала не может быть выполнено качественное интегрирование (сглаживание) аддитивцого сигнала помехи на выходе измерительной цени. 30 Для повышения помехозащищенности в предлагаемый преобразователь введен коррелятор, содержащий управляемое звено задержки и последовательно соединенные умножитель и интегратор. Один вход умиожителя подключен к выходу измерительной цепи, соединенной с выходом генератора белого ц ум а, другой через звено задерхкки соединен с ее входом, а выход интегратора подключен и другому входу устройства сравнения. В формирователь временного интервала дополнителыьо введены управляемое звено задержки и запоминающий элемент, вход которого подключен к выходу устройства сравнения, а вьход - к управляющему входу управляемого звена, задержки формирователя временного интервала, включенного между выходом генератора тактовых импульсов и другим входом формирующего триггера.1-1 а чертеже дана схема описываемого преобразователя.Преобразователь содержит генератор 1 бслого шума, измерительную цепь 2 из образцового 3 и измеряемого 4 элементов, коррелятор 5, состоящий из управляемого звена 6 задержки, уможителя 7 и интегратора 8, устройство 9 сравнения напряжений (дифференциальный усилитель), делитель 10 напряжения иа активных сопротивлениях 11 и 12, переключатель 13, источник 14 напряжения позо 35 40 стоянного тока, формирователь 15 временных интервалов, включающий в себя запоминающий элемент 1 б, 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 образом.Напряжение г 1(1) некоррелированиого белого шума с выхода генератора 1 поступает на вход дифференцирующей измерительной цепи 2. С выхода этой цепи (точки соединения элементов 3 и 4) частично коррелированный сигнал ЕУ, преобразованный измерительной цепью, подается на один из входов коррелятора 5, являющийся входом умножителя 7. На другой вход коррелятора, являющийся входом звена б задержки, поступает напряжение гl(1) с выхода генератора 1, На выходе звена б образуется напряжение У(1 - Т), задержанное на время Т (время задержки). Входные сигналы Г(1) и И(1 - Т) перемножаются умножителем 7 и затем интегрируются интегратором 8, в результате чего на выходе коррелятора (в точке а) вырабатывается напряжениеиа= и( Т).и(1)а=1,1 - ., (1) где т - постоянная времени измерительной цепи, Р, - коэффициент пропорциональности. Это напряжение сравнивается в устройстве 9 с напряжением на выходе делителя 10, т. е. в точке соединения резисторов 11 и 12 (в точке б), равным(1 о=йо Кк, (2) где Ус - опорное напряжение, Кд - коэффициент деления, В замкнутом положении переключателя 13, когда ко входу б прикладывается полное напряжение источника 14, равное Уо, осуществляется калибровка. При этом в звене б устанавливается задержка Т, равная нулю, и выполняется условие Уа макс.= Со, т.. 1 0 о=2 а. Величину Кд выбирают равной - , гдее е - основание натуральных логарифмов, Условие баланса напряжений Уа и Оо с учетом соотношений (1) и (2) приобретает видт1,е= - , т. е. т=Т. (3)еТаким 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 1 б, который поддерживает определенный уровень управляющего напряжения, поступающего на управляющий вход звена б задержки, в установившемся режиме (при отсутствии сигнала на выходе устройства 9). Нуль- орган 17 формирователя фиксирует момент баланса Уа и Уо и разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода генератора 18 через управляемый вентиль 19 (путем воздей 5 1 О 15 20 25 45 5,0 55 60 6 ствия 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 6 и на его управляющий вход с выхода запоминающего элемента 1 б поступает то же 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 16,Поскольку постоянная времени т формируется в масштабе времени Т задержки, а интегрирование согласно выражению (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 интерва. ла, 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 умножитель 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. БахмутскийТехред Т, Миронова Корректор И. Позняковская Редактор А. Пейсоченко Заказ 6539 Изд.1900 Тираж 811 Подписное ЦНИИПИ Государственного козгнтета Совета Министров СССРпо делам изобретений и открытийМосква, Ж.ЗБ, Раушская наб., д. 4/5Обл. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли