Стробоскопическое измерительное устройство

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскнкСоцналнстнческнкРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51 М.Кп з С 01 Н 13/02 с присоединением заявки Мо -(23) Приоритет -Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытийИзобретение 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 соединейл 11 ходом аналогового блока памяти ;11. Недостатком этого устройстваявляется низкая скорость измерений,обусловленная необходимостью задания постоянного шага дискретизациипо времени.Цель изобретенияповышение скорости измерения.Эта цель достигается благодарятому, что стробоскопическое измерительное устройство, содержащее стробоскопический преобразователь, первый вход которого соединен с шинойизмеряемого сигнала и входом генератора пилообразного напряжения,выход - с входом аналогового блокапамяти, а второй вход - с выходомкомпаратора, первый вход которогоподключен к выходу генератора пилообразного напряжения, и блок обработки, первый вход которого связанс кодовым выходом второго аналогоцифрового преобразователя, второйвход - с кодовым выходом цифра-аналогового преобразователя, третий 25 вход - с выходом генератора пилоОбразного напряжения, четвертыйвход - с кодовым выходом первогоаналого-цифрового преобразователя,измерительный вход которого соединен ЗО с выходом аналогового блока памяти, 951145снабжено блоком формирования регулирующего напряжений, дифференциальнымэлементом, стробируемым опорным компаратором и делителем числа сигналов,первый вход которого подключен кпервому выходу блока обработки, выход - к входу запуска цифро-аналогового преобразователя, а второй вход -к входам запуска аналого-циФровыхпреобразователей и блока обработки ивыходу стробируемого опорного компаратора, первый вход которого связан.с выходом компаратора. второй вход -,с шиной нулевого потенциала, а третий вход - с входом блока формирования регулирующего напряжения и выходом дифференциального элемента,первый вход которого соединен с выходом аналогового блока памяти, авторой вход - с аналоговым выходомафро-аналогового преобразователя, 20вход сброса которого подключен ковторому выходу блока обработки ивходу 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, аналоговогоблока 3 памяти, генератора 4 пилообразного напряжения, компаратора 5,,блока б Формирования регулирующегонапряжения, дифференциального элемента 7, етробируемого опорного компаратора 8, первого аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 9, цифроаналогового иреобразователя (ЦАП) 10,фОделителя 11 числа сигналов, второгоаналого-цифрового преобразователя(АЦП) 12 и блока 13 обработки.Блок б Формирования регулирующегонапряжения представляет собой интегратор, однако закон регулирования,реализуемый блоком 6, может быть ииным - лииейоым, нелинейным непрерывным или дискретным, в общем случае оптимальным с точки зрения лю Обого требуемого критерия задачи измерения,Устройство работает следующим образом.Измеряемый сигнал поступает навход стробоскопического преобразователя 2 и вход запуска генератора 4пилообразного напряжения. Считанноестробимпульсом; формируемым в компараторе 5, мгновенное значение измеряемого сигнала расширяется в преобразователе 2 и запоминается ваналоговом блоке 3 памяти. Запомненное напряжение алгебраически сумми. -руется в диФФеренциальном элементе 7с напряжением ЦАП 10, который зада ет уровень отсчета (квантования).Шаг квантования может быть как равномерным, так и неравномерным. Разностный сигнал с выхода дифференциального элемента 7 поступает навход интегратора, на выходе которого устанавливается напряжение, текущее значение которого пропорционально задержке по времени междусчитанным дискретным значением сигнала и дискретным значением этогосигнала на заданном уровне. В моментравенства этого напряжения и пилообразного напряжения генератора 4 вкомпараторе 5 формируется стробимпульо, которым считывается дискретное значение измеряемого сигнала науровне, задаваемом .ЦАП 10. Считанноедискретное значение сигнала кодируется первым АЦП 9Установившеесянапряжение интегратора кодируетсявторым АЦП 12. Стробируемый опорныйкомпаратор 8 следит за выходным напряженнем дифференциального элемента 7 и при достижении этим напряжением нулевого уровня после прихода сформированного в этот моментвремени стрс 5 импульса формирует сигнал, который"запускает АЦП 9 и 12и подготавливает блок 13 обработкик считыванию кода АЦП 9 и 12 и контролю кода ЦАП 10, эквивалентного заданному уровню отсчета дискретногозначения измеряемого сигнала. Выходной сигнал стробируемого опорногокомпаратора 8 поступает на вход запуска ЦАП 10 через делитель 11 числасигналов, благодаря чему запуск ЦАП10 и Формирование очередной ступениуровня отсчета задерживается. Достигаемое при этом накопление данныхв каждой точке стробирования обеспечивает повышение точности измеренияпри обработке. Коэффициент деленияделителя 11 числа сигналов задаетсяблоком 13 обработки. Блок 13 обработки выдает сигналы сброса делителя11 и ЦАП 10, а также может выдаватькодовые сигналы переключения ЦАП 10.Блок 13 обработки считывает кодыАЦП 9 и 12 и ЦАП 10. По величине уровня напряжения интегратора и по параметрам пилообразного напряжениягенератора 4 блок 13 обработки вычисляет время сдвига сформированногостробимпульса, т,е. шаг считыванияизмеряемого сигнала по времени. Шагсчитывания по времени, благодаряадаптивному регулированию, неравномерен. Каждый шаг считывания, соответствующий заданному уровню отсчетадостигается за весьма короткое время, обусловленное законом регулирования, Этот закон выбирается оптимальным, для конкретного процесса всмысле минимизации времени формирования стробимпульса, соответствующего заданному уровню отсчета. По5 951145 6 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 5935/47 Тнраж 717 ПодписноеУжгород, ул. Проектная,4 илиал ППП "Патен вышение скорости измерений благодаря адаптации шага дискретизации по времени в соответствии с заданным уровнем отсчета его мгновенного значения достигается как при регистрации форма сигнала, так и при контроле его отдельных параметров.Быстродействие устройства дополнительно увеличивается благодаря сжатию данных, передаваеьых 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 вне ,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, ачетвертый вход - с кодовым выходом первого аналого-цифрового преобразователя, измерительный вход которого соединен с выходом аналогового блска памяти, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения скорости измерений, оно снабженоблоком формирования регулирующегонапряжения, дифференциальным элементом, стробируемым опорным компаратором и делителем числа сигналов,первый вход которого подключен кпервому выходу блока обработки, выход - к входу запуска цифро-аналого- .вого преобразователя, а второй входк входам запуска аналого-цифровыхпреобразователей и блока обработки ивыходу стробйруемого опорного ком аратора, первый вход которого связан 15 с выходом компаратора,второй вход -.с шиной нулевого потенциала, а третий вход - с входом блока формирования регулирующего напряжения ивыходом дифференциального элемента, 20 первый вхо 4 которого соединен с выходом аналогового блока памяти, авторой вход - с аналоговым выходомцифро-аналогового преобразователя,вход сброса которого подключен к 2 второму выходу блока обработки ивходу сброса делителя числа сигналов, причем выход блока формирования регулирующего напряжения связанс.вторым входом компаратора и измерительным входом второго аналогоцифрового преобразователя. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР З 5 Р 771554, кл.С 01 К 13/02, 1978