Способ измерения мгновенного значения сигнала и устройство для его реализации

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 11917107 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 150880 (21) 2975153/18-21с присоединением заявки Но(23) ПриоритетОпубликовано 300382. Бюллетень М 12Дата опубликования описания 300382 ф 1 М К 1 3 С 01 В 19/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий,7(088.8) 54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННОГО ЗНАЧЕНИЯ СИГНАЛА .И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИ агаемому гновенно пределеого имьтате одного сигнаб сигнал с линейутизна и проти входно 1Изобретение относится к электро- измерительной технике, в частности к .измерению мгновенных значений сиг-, налов произвольной формыИзвестен стробоскопический способ измерения мгновенного значения сигнала, заключающийся в определении амплитуды преобразовательного импульса, полученного в результате смешивания измеряемого сигнала с коротким строб-импульсом 1).Недостатком этого способа является низкая точность за счет того, что в течение времени стробирования сиг" нал меняется, а уменьшение длительности строб-импульса является технически труднореализуемым.Известен стробоскопический спосО измерения мгновенного значения сиг" нала, в котором осуществляется линейное суммирование измеряемого импульса со строб-импульсом прямоугольной форьв, имеющим амплитуду и длительность не менее амплитуды и длительности измеряемого импульса, при этом, с целью измерения мгновенного значения напряжения сложной форьы, измеряемый сигнал дополнительно стробируют вторым импульсом, который используют для подавления дополни-. тельных максимумов преобразованного сигнала 2 .Однако известный способ не обеспечивает высокой точности измеренияв точках, в которых скорость измерения мгновенного значения сигналавелика. Это обусловлено тем, что приизмерении в таких точках длительность преобразованного импульса, полученного в результате суммированияизмеряемого. импульса со строб-импульсом прямоугольной форин, становится чрезвычайно малой, а изменениеего амплитуды значительно, что зат рудняет точное измерение. Наиболее близким к предлявляется способ измеренияго значения сигнала путемния амплитуды преобразованпульса, полученного в резуллинейного суммирования всигнала с дополнительнымлом 3).При этом дополнительныйпредставляет собой импульсно изменяющимся фронтом, ккоторого равна по величиневоположна по знаку крутизнсигнала в точке измерения.9171 О 7 45 50 55 60 65 Устройсво для реализации известного способа содержит дифференцирующий блок, вход которого соединен совходом устройства и одним из входовсумматора, ключевое устройство и измеритель амплитуды импульса.Недостатком известного способаи устройства для его реализации являетСя низкая точность измерения засчет того, что при суммированиивходного сигнала и импульса с линейно нарастающим фронтом результирующий сигнал в течение времени стробирования изменяется, так как скорость изменения мгновенного значениясигнала не постоянна, а также засчет того, что напряжение на запоминающем конденсаторе удерживаетсяограниченное время, что требуетбыстродействующих измерителей напряжения.Цель изобретения - повышение точности измерения мгновенных значенийсигнала.Поставленная цель достигаетсятем, что в известном способе измерения мгновенного значения сигналапутем определения величины преобразованного сигнала, полученного врезультате суммирования измеряемогои дополнительного сигналов, для формирования дополнительного сигналаизмеряемлй сигнал смещают по уровнюна такую постоянную величину, чтобыизмеряемая точка совпала с нулевымуровнем, а затем инвертируют смещенный сигнал,В устройство для осуществленияспособа, содержащее дифференцирующийблок, вход которого соединен с входом устройства и первым входом сумматора, ключ, измеритель постоянногонапряжения и блок синхронизации,дополнительно введены последовательно соединенные интегратор и инвертор, причем сигнальный вход интеграторов через ключ подключен к выходудифференцирующего блока, а выход инвертора - к второму входу сумматора,выход которого соединен с измерителем постоянного напряжения, при этомуправляющий вход ключа и вход сброса интегратора подключены к блоку,синхронизации. На фиг.1 показана Функциональная схема предлагаемого устройства; на Фиг.2 - диаграммы работы устройства.Сущность способа заключается в следующем.Измеряемюй сигнал смещают по вертикальной оси таким образом, чтобы точка, в которой необходимо измерить мгновенное значение сигнала совпала с нулевым уровнем, Полученный сигнал инвертируют, после чего его суммируют с измеряемым сигналом. В результате получают постоянное напря 5 О 15 20 25 30 35 40 жение, уровень которого соответствует .мгновенному значению сигнала в точке измерения.Устройство для осуществления способа содержит дифференцирующий блок 1, сумматор 2, входы которых соединены с входом устройства, последовательно соединенные ключ 3, интегратор 4, инвертор 5, выход которого подключен к второму вхоцу сумматора, измеритель б постоянного напряжения, подключенный к выходу сумматора и блок 7 синхронизацйи.Устройство работает следующим образом.При отсутствии синхроимпульса (фиг.2 а, до момента 4) интегратор 4 обращен в нулевое состояние, при этом ключ 3 разомкнут, и на выходе инвертора 5 выходной сигнал равен нулю (фиг. 2 в, до момента ,). На выходе сумматора 2 до момента времени А (фиг. 2 г) повторяется входной сигнал фиг. 26) . В момент временив который необходимо измерить значение сигнала, приходит синхроимпульс (фиг. 2 а, после момента ), замыкающий ключ 3. Продифференцированный входной сигнал с дифференцирующего блока 1 поступает на вход интегратора 4. С момента времени на выходе интегратора формируется сигнал, совпадающий по форме с входным, но начинающийся от нулевого уровня, так как интегратор до прихода синхроимпульса от блока синхронизации 7 находится в нулевом состоянии. Этот сигнал после инвертирования инвертором 5 показан на фиг. 2 в. При этом выходной сигнал сумматора 2 (с момента А ) представляет собой постоянную величину, равную мгновенному значению входного сигнала в Момент времени 1 А (фиг.2 г). Таким образом, предлагаемый способ позволяет точно преобразовать мгновенное значение сигнала в постоянное напряжение, измерение которого не требует быстродействующих устройств, так как полученное постоянное напряжение может удерживаться на выходе необходимое для измерения время. Формула изобретения1. Опособ измерения мгновенного значения сигнала путем определения величины преобразованного сигнала, полученного в результате суммирования измеряемого и дополнительного сигналов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности измерения, для формирования дополнительного сигнала измеряемый сигнал смещают по уровню на такуюпостоянную величину, чтобы измеряемая точка совпала с нулевым уровнем, а затем инвертируют смешанный сигнал2. Устройство, содержащее дифференцирующий блок, вход которого соединен с входом устройства и первым входом сумматора, ключ, измеритель постоянного напряжения и блок синхронизации, о т л и и.а ю щ е е с я тем, что, с целью повьааения точности измерения мгновенных значений сигнала, дополнительно введены последовательно соединенные интегратор и инвертор, причем сигнальный вход интеграторов через ключ подключен к выходу дифференцирующего блока, авыход инвертора - к второму входусумматора, выход которого соединенс измерителем постоянного напряжения,при этом управляющий вход ключа и входсброса интегратора подключены кблоку синхронизации. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США .9 3611783,кл. 328-151, 1972. 2. Авторское свидетельство СССР Р 458770, кл, 6 01 В 19/04, 1975,3. Авторское свидетельство СССР Р 721757, кл. 6 01 В 19/04, 1980 . 15917107 О. Глухаревбинец КорректорН. Ювыдка авител Редактор овалева Закаэ 188В илиал ППП фПатент, г. ужгород, ул. Проектна Тираж 719 ВНИИПИ Государственно по делам иэобретени 13035, Москва, Ж, РаПодпискомитета СССРи открытийскан наб, д. 4