Адаптивное измерительное устройство

Соке Советскик Социалистическик Республик(51)М, К .З С 01 В 19/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытий:. "унтСпециальное конструкторское бюро биологичского 1,приборостроения АН СССР(54) АДАПТИВНОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в цифровых измерительных системах.Известно устройство, содержащее блок коммутации измеряемой и эталонной величины, частотный датчик, селектор, управляемый схемой временных интервалов, и счетчик, причем между входом счетчика и выходом селектора через ключевую схему введен двоичный умножитель частоты, кодовые входы которого через запоминающие устройства соединены с кодовыми выходами счетчика 11 . Недостатком является низкая точность.Известно также устройство, содержащее источник сигнала, первый входкоторого соединен с выходом источника эталонного сигнала, второй входсоединен с выходом блока изменениякоэффициента передачи, вход которого соединен с первым выходом блока управления 2,Недостатком является низкая точность.Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащее источник сигнала, первый вход которого соединен с выходом источника 5 эталонного сигнала, второй вход соединен с выходом блока изменения коэффициента передачи, вход которогосоединен с первым выходом блока управления, измерительный и вычисли тельный блоки, введены первый и второй регистры, запоминающий блок,блок измерения скорости, компаратори два контура, состоящие из последовательно соединенных блока сравне ния, накопителя поправки и преобразователя код-напряжение, причемпервые входы первого и второго блоков сравнения соединены соответственно с первым и вторым выходами вычис О лительного блока, а выходы первогои второго преобразователей код-напряжение соединены соответственнос первым и вторым входами измерительного блока, третий вход которого 25 соединен с вторым выходом блока управления, третий и четвертый выходыкоторого подключены соответственнок первому входу вычислительного блока и входу источника эталонного сиг нала, выходы первого и второго ре 81564640 45 50 5560 гистров подключены к вторым входамблоков сравнения,- а выходы этих регистров объединены и подключены кпервому выходу запоминающего блока,второй выход которого подключен кпервому входу компаратора, второйвход которого объединен с нходом блока измерения скорости и вторым входом вычислительного блока и подключен к выходу измерительного блока ивыходной шине, выходы блока изменения скорости и компаратора подключены к первому и второму входам блокауправления, третйй и четвертый входы которого подключены к выходамблоков сравнения, выход источникасигнала соединен с четвертым входомизмерительного блока, а выход компаратара соединен с входом запоминающего блока,На чертеже представлена схема устройства.Устройстно содержит источник 1сигнала, источник 2 эталонного сигнала, блок 3 изменения коэффициентапередачи, блок 4 управления, регистры 5 и б запоминающий блок 7, блок 8измерения скорости, компаратор 9,контур 10, состоящий из первого бло-ка 11 сравнения, первого накопителя12 поправки и первого преобразователя 13 код-напряжение, контур 14,состоящий из второго блока 15 сравнения, второго накопителя 16 поправки н второго преобразователя 17 коднапряжение измерительный блок 18,вычислительный блок 19.Устройство работает следующимобразом.по сигналам блока 4 управленияизмерительный блок 18 производитчетыре измерения сигналов источника1 для определения реального положения его характеристики преобразования, которая зависит от дрейфа начального значения и коэффициента преобразования измерительного устройства, а также от величины исследуемогосигнала при нелинейной характеристике преобразования.В первом измерении определяетсявеличина исследуемого сигнала Х, результат измерения й представляютн ниде М= аХ+Ь, (1) ге а, н - соответственно коэффициент преобразования и нач чальное значение реальной характеристики преобразования блока 18.Результат первого измерения М поступает н вычислительный блок 19, а также на компаратор 9, где он сравнивается в пороговыми значениями иэ блока 7, соответствующими узлам линейно-кусочной аппроксимации харак. тернстики преобразования, выходным сигналом компаратора из запоминающего блока 7 считываются значения коэф 5 10 15 25 ЗО фициента преобразования аа и начального значения Ьс идеальной характеристики для значения й, и заносятся соответственно в регистры 5 и б.При поднерженной дрейфам линейной характеристике преобразования значения коэффициента преобразования а, и начального значения Ьа постоянно хранятся в регистрах 5 и б.Во втором измерении определяется величина суммы исследуемого сигнала Х и эталонного сигнала М от источника 2, результат измерения й предстанляют в видей = а(Х+И)+ Ь, (2) В третьем измерении определяется величина исследуемого сигнала Х при измененном в К раз с помощью блока 3 коэффициента передачи источника 1. Результат измерения й представляют н видеМз- акх+Ь (3)В четвертом измерении определяется величина суммы исследуемого сигнала Х и эталонного сигнала М при измененном в К раз коэффициенте передачи источника 1. Результат измерения й 4 представляют в видеМ 4 = а К (Х 1 М)+Ь, (4) Результаты измерений М 2, йи М 4 также поступают в вычислительный блок 19.Уравнения (1-4) относительно коэффициентов а и н(5)М1 3) (4)Вычислительный блок 19 реализует вычисления по формулам (5) и (6), полученное значение коэффициентов преобразования а поступает на блок сравнения 11, а начальное значение в характеристике преобразования-на блок 15, где они сравниваются с соответствующими идеальными значениями, хранящимися в регистрах 5 и б. В случае, если реальное значение коэффициентов а и в отличается от идеальных,в накопителях поправки 12 и 16 интегрированием полных или единичных значений ошибок в значении коэффициентов формируются сигналы такой величины, чтобы, воздействуя через преобразователь 13, скорректировать коэффициент преобразования измерительного блока 18, а воздействуя через преобразователь 17, скорректировать положение начальной точки характеристики преобразования, Когда отклонения реальных значений а и в от идеальных становятся менее допустимых (допустимое отклонение определяется величиной корректирующего воздействия на выходах преобразователей 13 и 17) по сигналам блоков 11 и 15 сравнения, блок 4 управления обеспечивает рабочие циклы измерений исследуемого сигналаФормула изобретения Адаптивное измерительное устройство, содержащее источник сигнала, первый вход которого соединен с выходом источника эталонного сигнала, второй вход соединен с выходом блока изменения коэффициента передачи, вход которого соединен с первым выходом блока управления, а также измерительный блок и вычислительный блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повьзаения точности, в него введены первый и второй регистры, запоминающий блок, блок измереЗО 35(измерение й), т.е. частота измерений входного сигнала повышается вчетверо. Дополнительные циклы коррекции характеристики преЬбразования осуществляются через определенное время в соответствии с временными5 характеристиками дрейфа нулевого значения и коэффициента преобразования. При этом, блок 8 измерения скорости изменения сигнала выдает разрешение на работу в цикле коррекции из 10 условия допустимой динамической ошибки. Цикл коррекции включается блоком управления и также по сигналу компаратора 9, если исследуемый сигнал в процессе изменения переходит на участок аппроксимированной харак теристики с новым значением идеальных коэффициентов аои во.Таким образом, предлагаемое уст". ройство имеет повышенную точность вследствие снижения влияния методи ческой погрешности дискретного представления результатов измерения и уменьшения динамической погрешности. ния скорости, компаратор и два контура, состоящие из последовательносоединенных блока сравнения, накопителя поправки и преобразователя коднапряжение, причем первые входыпервого и второго блоков сравнениясоединены соответственно с первыми вторым выходами вычислительногоблока, а. выходы первого и второгопреобразователей код-напряжение соединены соответственно с первым и вторым входами измерительного блока,третий вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий и четвертый выходы которого подключены соответственно к первомувходу вычислительного блока и входуисточника эталонного сигнала, выходы первого и второго регистров подключены к.вторым входам блоков сравнения, а входы этих регистров объединены и подключены к первому выходу запоминающего блока, второй выход которого подключен к первомувходу компаратора, второй вход которого объединен с входом блока измерения скорости и вторым входом вычислительного блока и подключен к выходу измерительного блока и выходной шине, выходы блока измеренияскорости и компаратора подключены кпервому .и второму входам блока уПравления, третий и четвертый входы которого подключены к выходам блоковсравнения, выход компаратора соеди,нен с входом запоминающего блока. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 402810, кл. 0 01 В 19/00, 03. 08.71. 2. Приборы и системы управления,1973, 9 7, с. 12, рис. 2,815646 оставитель Т. Красноваехред М,Лоя Корректор М. Вигула дактор Н и Филиал ПНП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 раж 732нного комитеттений и открыРаушская наб,аказ 1029/75 Ти ВНИИПИ Государств по делам изобре 113035, Москва, Ж, ПодписноСССРЙд, 4/5