Устройство для интегрирования электрических сигналов с фоновой составляющей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИН А 1 19) (11 451)5 С 0 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ ЙМ И ОТНЯТИЯМ ГОСУДАРСПО ИЗОБРЕТЕПРИ ГКНТ АНИЕ ИЗ РЕТЕНИЯ ОП НАВ еской 867-.8 ьство 7/186 имии,1,СССР1980,Я втои 0 МУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕГРИРОВЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ С ФОНОВОСОСТАВЛЯВЩЕЙ(57) Изобретение относится к аматике и измерительной техникеможет быть использовано для инрования электрического тока пр анализе веществ методами кулонометриипри контролируемом потенциале, хроматографии, полярографии, а такжепри интегрировании электрическогосигнала конечной продолжительности,сопровождаемого фоновым сигналом постоянной величины. Цель - повьпдениебыстродействия, а также точностиинтегрирования при наличии нестабильного фонового сигнала. Устройство, содержащее преобразователь напряжение-частота 1 и реверсивныйсчетчик 4, дополнительно содержитделитель 2 частоты, переключатель3 и задатчик 5 временных интервалов,Изобретение позволяет сократить время интегрирования сигнапа, сопровождаемого фоновым сигналом, безснижения точности интегрирования,4 нл.Изобретение относится к автоматике и измерительной технике и можетбыть использовано для интегрирования, электрического тока при анализе веществ методами кулонометрии при контролируемом потенциале, хроматографии,полярографии, а также при интегрировании электрического сигнала конечной продолжительности, сопровождаемого фоновым сигналом постоянной вели.чины.Цель изобретения - повышение быст-,родействия, а также точности интегрирования сигнала при наличии нестабильного фонового сигнала,На фиг1 представлена блок-схемаинтегрирующего устройства, нафиг2 - блок-схемы задатчика временных интервалов, на фиг. 3 - времен-ная диаграмма интегрируемого сигнала(кулонометрия при контролируемомпотенциале); на фиг. 4 . - эпюры сигналов в задатчике временных интервалов; 25Интегрирующее устройство содержитпреобразователь 1 напряжение-частота, делитель 2 частоты, переключатель 3, реверсивный счетчик 4,и задатчик 5 .временных. интервалов, выходы которого - первый ГРеверс"),. второй("Пуск" ) и третий (" Стоп" ), соединены с соответствующими входами .реверсивного счетчика 4 и управляющимвходом переключателя 335Задатчик временных интервалов 5фсостоит из последовательно включенных генератора б импульсов с известной частотой следования ключа 7,делителя 8 частоты следования импульсов, делителя 9 частоты следования импульсов, триггера 10 и элемента И 11. Входы элемента И 11 соединены соответственно с выходами триг 45гера 10 и делителя 8 частоты следо-.вания импульсов, который выполнен спеременным коэффициентом деления ш,. Делитель 9 частоты следования импульсов выполнен с постоянным коэффициентом деления и,. равным коэффициенту 50деления делителя 2 частоты следования импульсов,Устройство работает следующим образом.После поступления от оператора внешней команды "Пуск" задатчик 5 включает реверсивный счетчик 4, который находится в режиме суммирования количества импульсов. Поступающие на вход преобразователя 1 частота - напряжение измеряемый (интегрируемый) и фоновый сигналы преобразовываются им в последовательность электрических импульсов. Этапоследовательность делится по частоте делителем 2 частоты в и раз.Импульсы с выхода делителя 2 частоты через переключатель 3 поступают на вход реверсивного счетчика 4и суммируются им. Одновременно ключ7. начинает пропускать импульсы отгенератора 6 на делитель 8 частотыследования импульсов, а с ег.о выхода - на делитель 9 част:оты следования, В момент Т по прошествииколичества импульсов, равного ш и(где щ - коэффициент деления частоты делителя 8, и .-. коэффициент деления частоты делителя 9) срабатываеттриггер 10, с выхода которого подается команда "Реверс" на электронныйпереключатель 3 и реверсивный счетчик 4, а также сигнал "1" на один извходов элемента И 11. При этом ре-.версивный счетчик 4 переводится врежим вычитания количества импульсов, а переключатель .3 от.ключаетвход р еверсивног о сч етчика 4 от выхода делителя 2 частоты и подключаетего непосредственно к выходу преобразователя 1 напряжение - частота,Тем самым коэффициент преобразованиянапряжения в частоту тракта от выхода преобразователя 1 напряжение -частота до входа реверсивного счетчика 4 увеличивается в п раз,Показания реверсивного счетчика 4начинают уменьшаться. В момент Т попрошествии еще ш импульсов делитель8 частоты подает навторой вход эле.мента И 11 сигнал,"1", в результатечего на выходе элемента И возникаетсигнал, соответствующий команде11 Стоп". Этот сигнал останавливаетреверсивный счетчик 4, заканчиваятем самым интегрирование.Соотношение продолжительности временного интервала Т, в течение которого интегрируются измеряемый и фоновый сигналы, и временного интер- в.ала Т-Т, в течение которого интегрируется только фоновый сигнал, равно;Т162052 фие где и - коэффициент деления частотыделителей 2 и 8 частоты.Вследствие того, что на временном интервале Т -Т общий коэффициент преобразования напряжения н частоту н и раз больше, чем на нременном интернале Т, происходит. полная компенсация величин интервалов фонового сигнала на этих временных интервалахВеличина коэффициента деления и делителей 2 и 8 частоты определяет продолжительность интегрирования фонового сигнала. практически оптимальная величина и = 10. При этом время интегрирования Т-Т Фонового сигнала составляет 1/10 времени интегрирования Т измеряемого, сигнала..Величина коэффициента, дел енияделителя 9 частоты следования вбирается (исходя из конкретных условий интегрирования) такой, чтобы за вре-. мя счета импульсов величина измеряемого сигнала уменьшилась до величины фонового сигнала (с заданной точностью). По сравнению с известньми интегрирующИми устройствами, в которых для учета фонового сигнага производится по окончании интегрирования измеряемого сигнала с продолжительностью Т 1 интегрирования Фонового сигнала с такой же продолжительностью и, следовательно, общая продолжительность интегрирования составляет 2 Т, в предложенном устройстве общая продолжительность интегрирования составляет (1+1/и) Т, т.е, почти в два раза меньше. Помимо повышения бьстродействия исоьзование предложенного интегрирующего устройства псэвояет повысить точность интегрирования н тех случаях, когда фоновый сигнал может меняться во времени,Формула изобретения 10Устройство для интегрированияэлектрических сигналов с фоновой составляющей, содержащее преобразонатель напряжение-частота, вход которого является входом устройства,и реверсивный счетчик, выход которогоявяется выходом устройства, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повшеня быстродействия и точ ности интегрирования при наличии нестабильного Фонового сигнала, в него введены делитель частоты, эадат. чик временных интервалов и переключатель, входы которого подключены 25 соответственно к выходам преобразователя напряжение-частота и делителячастотл, а выход соединен со счетнъм.входом реверсивного счетчика, входуправления направлением счета которого подключе к первому выходу задатчика временных интервалов, соединенному с управяюцим входом переключателя, вход деителячастоты подключен к выходу преобразователя напряжение-частота, вход запуска задатчикавременных интервалов является входомзапуска устройства, а входы пускаи останова реверсивного счетчикаподключены соотнетственно к второму 40и третьему выходам задатчика вреМенных интервалов,.ЗакаВНИИПИ 249 Тираж ПодписноеГосударственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5