Способ измерения постоянного тока

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советскик Социалистическия Республик(22) Заявлено 100478 (21) 2602393/18-21с присоединением заявки Но(23) ПриоритетОпубликовано 230980 Бюллетень Мо 35Дата опубликования описания 230980 Н 03 К 13/20 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(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 (11 . 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 (21,20Недостаток 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 промежуточноепреобразование измеряемого тока всреднюю частоту сформированной последовательности импульсов и ее последующую регистрацию, формирование последовательности импульсов осуществляют но 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 шума7, 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. ства 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 15 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 выходе генератора 5 появляются импульсы, распределенные по закону Пуассона. Импульсы подаются на вход преобразователя 3 и преобразуются в ток, 25 который поступает на второй вход сравнивающего устройства 2, Уровень дискриминации дискриминатора 8 понижается и соответственно возрастает средняя частота следования импульсов на выходе генератора 5 до установления динамического равновесия между входным током и током компенсации с выхода 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, те. выполнение операции, описываемой математическим выражени ем вида: Р К (1) где Р - 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 й при средней частоте Г на бесконечно большом интервале:Р(с) (Гф с)(х 1) , ехр(-Гй) (2)Из закона Пуассона вытекает, что плотность вероятности временного интервала се между импульсами равна:Р(йц) Г ехр(-Гс) (3)Распределение Р(с) является непрерывным и нормированным.Далее с помощью устройства б статистической выборки осуществляется преобразование полученного первичного 60 потока статистически распределЕнных импульсов во вторичный поток со статистической выборкой импульсов, обеспечивающей сужение динамического диапазона средней частоты следования б 5 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 выборка может быть проведена по длительности интервала между импульсами. Такая выборка разделяется на два вида: продлевающегося и непродлевающегося типа.Для выборки продлевающегося типа устройство выборки выполняется таким образом, что по приходе любого имульса первичного потока, импульсропускается на выход схемы во вториЧ- ный поток, если временной интервал до предшествующего импульса большеустановленного времени ограничения.При распределении импульсов по закону Пуассона иэ формул 2 и 3 следует, что вероятность регистрации импульса на бесконечно маломвременном промежутке д равна:Р(1) Г сС (4) а вероятность отсутствия импульса на временном интервалеР(0) = ехр(-Гс) (5)Вероятность пропускания импульса из первичного потока во вторичный будет равна вероятности импульса на интервале О умноженной на вероятность отсутствия импульса на интервале , предшествующем интервалу дс, откуда средняя частота следования импульсов вторичного потока после выборки будет равна:Г е Гехр(-Гь) (б)Закон нелинейности измерительной Характеристики принимает вид:ГКфехр(-КЯ) (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 в течение некоторого большого времени Т на вход схемы поступило й импульсов первичного йотока (й = Г Т), из которых М было пропущено во вторичный поток (МР Т), а 1. импульсов нет, то общая длительность блокировки устройства выборки Т будет равна:ТМ Т (8) Откуда Т. щ Г ТМ ГТ (9)й М + 1. = М( + Га) (1 О)РГф(1 + ГТ) (11)Закон нелинейности при выборке по интервалам непродлевающегося типа примет вид: Р . К 1(1 + Кс 1) (12) Аналогичным образом могут быть получены нелинейные характеристики и по другим законам изменением либо766006 Формула изобретения Составитель В.ДмитриевРедактор И.Бахметьева Техред Й,Кастелевич Корректор М.Демчик ПодписноЕ Заказ 6526/52 Тираж 995 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 закона статистического распределениимпульсов и интервалов между импульсами (показательное, равномерное ит.д.), либо закона, статистической выборки импульсов во вторичной поток(продлевающийся интервал по двум предыдущим импульсам, по флюктуирующемуинтервалу 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 последовательностиимпульсов и ее последующую регистрацию, о т л и ч а ю щ и й с я тем, чтос целью получения нелинейной характеристики заданного вида, формированиепоследовательности импульсов осуществляют по случайному закону распределения импульсов во времени, послечего преобразуют сформированную пос"ледовательность импульсов методомстатистической выборки импульсов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. С(вомг С,А, 1 ЕЕЕ Тгапв й -14В 1, 1967, с. 321.2. Ольдскон Л.Г.,Хазанов В.И.В сб. "Ядерное приборостроение,вып. УЮ, М., Атомйздат, 1968, с.24