Способ измерения длительности интервала интегрирования аналогового интегратора

/04 фС 04 ац С 060 Фг ИЯ Т ТОРСКОМУ т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ ПИСАНИЕ ИЭ(46) 23,06,83, Бюп. М 23 (72) В. В. Данипевич, В. Г. Кваченок, В. В. Ревинский и А, ф. Чернявский (71) Научна исспецоватепьский институт прикладнык физическик проблем им. акад. А,Н. Севченко при Белорусском ордена Трудового Красного Знамени государственном университете им. В.И. Ленина(86) 1. Прагер И. Л. Электронные аналоговые вычиспитепьные машины ф, М., фМашиностроениеф, 1979, с. 71-74.2, Авторское свицетепьство СССР М 860202, кл. Я 04 Г 10/04, 1974.3. Авторское свицетепьство СССРМ 842169, кп. 5 04 Р 10/04, 1978 (прототип).(54) (87) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДЛИ ТЕЛЬНОСТИ ИНТЕРВАЛА ИНТЕГРИРОм ВАНИЯ АНАЛОГОВОГО ИНТЕГРАТОРА,. основанный на сравнении длительностей измеряемого интервапа и компенсацион-. ного интервала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения очности измерения цпитепьности интервала интегрирования, интегрируют многократно гармонический сигнал с регупируемой частотой в течение измеряемого иптервапа интегрирования, распопа гаемого случайно по отношению к фазе гармонического сигнапа, опрецепяют величину разброса амппитуцных значес ний выхоцного сигнапа анапогового иютегратора и по подученному результату изменяют частоту гармонического сигнапа в сторону увеличения, начиная с ее нулевого значения при цостижвнии минимальной величины разброса амппитуцных значений выхоциого сигнала аналогового интегратора измеряют частоту гармонического сигнала и по из меренному значению частоты гармони ческого сигнала опрецеляют цпитепьность интервала интегрирования анапоГового интегратора как величину периоца измеренного значения частоты гармонического сигнала. 4 Р1024940 вала, интегрируют многократно гармонический сщщал с регулируемой частотойв течение измеряемого интервапа интегрирования, располагаемого случайно сигнала, определяют величину разброса амппитуцных значений выхоцного сигнала аналогового интегратора и по полученному результату изменяют чаототу гармонического сигнала в сторону увеличения, начиная с ее нулевого значения, при цостижении минимальной величины разброса амплитуаных значений выхоцного сигнала аналогового . интегратора измеряют частоту гармонического сигнала и по измеренному зна чению частоты гармонического сигнала опрецеляют цпитепьность интервала интегрирования аналогового интегратора как вепичину периоца измеренного значения частоты гармонического сигналаПрецпоженныйспособ основан на том, что аналоговый интегратор эквивалентен фильтру высших частот с норми рованнойчастотной характеристикой ви- ца би 21 Ти длгце Ти - истинное значение цпитепьнос ти интервала интегрирования аналогового интегратораИз этого выражения слецует, что при частоте 1 о, удовлетворяющей равенству 1 о = - , коэффициент переаачи аналогового интегратора к Я=О, поскольку числитель выражения (1) тожцественно обращается в нупь.Согласно предложенному способу на испытуемый интегратор поцается гармонический входной сигнал, а частота его поцбирается путем регулировки таким образом, чтобы величина периоца входного гармонического сигнала равнялась истинному значению цпительнооти интервала интегрирования. Равенство обнаруживается по минимапьному (близкому к нулю) разбросу амппитуцных значений выхоцного сигнала аналогового интегратора при случайном раоположении интервалов интегрирования по отношению к фазе вхоцного сигнапа. Поскольку выхоцной сигнал аналогового интегратора в кажцом цикле ийтегрирования равен алгебраической (с учетом знака) ппощаци 5 входного сигнала в течение длительности Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частностик измерениям временных интервалов.Известен способ измерения цлительности интервала, основанный на поцсче по отношению к фазе гармоническоготе числа импульсов эталонной частотыза промежуток времени, равный длительности исслецуемого интервала 1Точность измерения этим способомограничена разрешающей способностьюсчетчика импульсов.Известен способ измерения цлитеаности временного интервала путем сравнения опорного импупьсного напряжения и мгновенных значений возрастакъ.1щей и убывающей частей исслецуемогоимпульса 2Точность этого способа ограниченаточностью амппитуцной дискриминации.Наиболее близким по технической 20сущности к предложенному являетсяспособ измерения длительности временного интервала, основанный на сравнениидлительности измеряемого интервала икомпенсационного импульса, согласно 25которому определяют разность и знакрассогпасования межцу цлитепьностьюизмеряемого интервала и цлитепьностьюкомпенсационного .импульса и изменяютдлительность компенсационного импупьса пропорционально знаку рассогпасования 3Недостатком известного метоца является низкая точность измерении,обусловленная тем, что он не позволяетэкспериментально оценивать возникающеев ключевом элементе интегратора различие истинного времени интегрирования и цлительности коммутирующегоимпульса. При мапых временах интегрирования ( л 1 мкс и меньше) погрешность опрецеления его истинного значения может цостигать нескольких процентов, что .препятствует построениюабсолютной перецаточной характеристики 45интегратора, а также соэцанию многоканальных интегрирующих преобразоватепейс идентичными характеристиками канадов.Цель изобретения - повышение точности измерения цлительности интервала интегрирования аналогового интегратора.Укаэанная цель достигается тем,что, согласно способу измерения цлитепьности интервала интегрирования анало 55гового интегратора, основанному насравнении цлитепьностейизмеряемогоинтервала и компенсационного интеристинного интервала интегрирования,.то при условии 1- 1 о = 1(Ти,и . Тибди.ыйЬЬ+(фуд 1 щ 6 пай фф)д 1 БОнезависимо от значения фазы ( . Таким образом, экспериментальное нахожцение и измерение частоты 1 поэволяет определить истинное значение 10цлительности интервала интегрирования Ти , не прибегая к непосрецственному измерению цпительности коммутирующего импульса и величины зацержки ключевого элемента интегратора. 15На фиг. 1 а,привецена иллюстрацияк процессу интегрирования при Ти = (/на фиг. 1 б - нормированная частотная0характеристикаЦ(9 аналогового интегратора; на фиг. 2 - вариант структурной р 0схемы устройства, реализующего прецпоженный способ измерения цлительнооти интервала интегрирования аналогового интегратора.Устройство соцержит генератор 1гармонического сигнала с регулируемойчастотой, электронно-счетный часто.томер 2, испытуемый аналоговый интегратор 3, генератор 4 импульсовзапуска аналогового интегратора, мно 30гоканальный амплитуцный анализатор 5.Прецложенный способ измерения цлительности интервала .интегрированияаналогового интегратора отличаетсяот известного значительным (на поря- .З 5цок и более) повышением точностиопрецеления его истинного значения,1024940 4так как измеряемая величина (частота) оцнозначно опрецеляет именно иотинное значение времени интегрирования,а время срабатывания ключевого элемента интегратора не влияет на результаты измерений. Установка значениячастоты, соответствующего фнулюф перецаточной функции аналогового интегратора, может быть выполнена с точностьюцо сотых цолей процента, так как цинамический циапаэон современных амппи"туцных анализаторов цостигает 10 ф.При статистической обработке регистрируемых амплитуцным анализатором гистограмм точность установки частотыможет быть повышена еще на поряцок.Измерение установленного значениячастоты электронно-счетным частотомером обеспечивает относительнуюпогрешность 10-и лучше. Такимобразом, результирующая погрешностьизмерения времени интегрирования цляпредлагаемого способа составляет- О, 01",1.Слелует отметить, что результат измерения получается статистическиусрецненным по.большому числу цикловинтегрировання, что снимает влияниеслучайных внешних факторов, а такжесоб:твенных шумов схемы аналоговогоинтегратора на точность результатаизмерений. При трациционном способеизмерения наличие неконтролируемыхзацержек срабатывания ключевого элемента интегратора уже при времениинтегрирования1 мкс не позволяетоценивать его истинное значение с.погрешностью,лучше 0,2-0,5%.