Способ измерения параметров импульсных сигналов

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ путем преобразования в цифровой эквивалент N и фиксации аддитивной смеси исследуемого , х и детерминированного Э сигналов , отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем компенсации аддитивной и мультипликативной составляквдих погрешности .при всех дестабилизирующих факторах, формируют два дополнительных идентичных детерминированных сигнала в с суммарным значением измеряемого параметра, равным параметру сигнала fe,.преобразуют в цифровые эквива- , ленты N и NJ и фиксируют соответственно аддитивные смеси сигналов 2 ©2 и 0J , а искомый параметр исследуемого сигнала х определяют по цифровому эквиваленту Nj в соответствии с выражением: .Nr-lVN JH. . где Kg - номинальный коэффициент преобразования сигнала 02 СП л О о о

„.SU» 105 6 A

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН цд) G 01 В 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

Н АВТОРСКОМУ/ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3486222/18-21 (22) 27.08.82 (46 ) 23. 11. 83. Бюл . Ð43 (72) В.A. Кузьминов (53) 621.317.7 (088.8) (56) 1. Алиев T.M. и др. Автоматическая коррекция погрешностей цифровых .измерительных устройств. M., "Энергия", 1975, с. 66 — 68.

2. Бромбер Э.М. и др. Тестовые методы повЬпаения точности измерений.

М, "Энергия", 1978, с. 43 — 52. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ путем преобразования в цифровой эквивалент N u фиксации аддитивной смеси исследуемого .х и детерминированного 9 сигналою, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем компенсации аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности при всех дестабилизирующих факторах, формируют два дополнительных идентичных детерминированных сигнала 8> с суммарным значением измеряемого параметра, равным параметру сигнала

Ь;,,преобразуют в цифровые эквива- . ленты N и N И фиксируют соответст-. венно аддитивные смеси сигналов

2 62 и О„+ 0, а искомый параметр исследуемого сигнала х определяют по цифровому эквивалЕнту N в соответ Х ствии с выражением:

Kg

4x=(N "d д:-д

Э 2 где К@ — номинальный коэффициент

2 преобразования сигнала 82 .

1056066

Изобретение относится к области электрических измерений и предназначено для использования при исследовании и контроле импульсных измерительных процессов преимущественно наносекундного диапазона, 5

Известен способ измерения физических величин, основанный на разде-. лении измерительного цикла на несколько последовательных тактов и корректировании результата измерения в каждом такте путем обратного преобразования ) 1 ).

Недостаток известного способа связан со значительной сложностью койструктивной реализ ации точного обратного преобразования. Существенная погрешность обратного преобраз6вания огра- ничивает область практического использования предложенного способа.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ измерения параметров, например импульс;ных сигналов, заключающийся в последовательном поеобоазовании в цифровые эквиваленты и фиКсации исследуемого сигнала, аддитивной смеси исследуемого и детерминированного сигналов, а также произведения исследуемого сигнала на мультипликативный тест с последующим расчетным определением искомого параметра 12.(. 30

Недостаток указанного способа проявляется в низкой точности измерения, обусловленной тем, что иссле дуемый сигнал участвует во всех трех тактах измерения. Для импульсных сигналов, отличающихся от импульса к импульсу по измеряемому параметру, известный способ оказывается малоэффективным, а для однократных импульсных сигналов — вообще труднореализуемым.

Целью изобретения является повышение точности подобного тестового способа путем компенсации аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности при всех дестааилизирую- 45 щих факторах.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения параметров импульсных сигналов путем преобразования в цифровой эквива- 50 лент Н„ и фиксацию аддитивной смеси исследуемого х и детерминированного

81 сигналов, формируют два дополнительных идентичных детерминированных сигнала Ь с суммарным значением 55 измеряемого параметра, равным пара-. . метру сигнала 8<, преобразуют в цифровые эквиваленты Н и N3 и фиксируют соответственно адцитивные смеси сигналов 292 и 9„+ Е<, а искомый 60 параметр исследуемого сигнала х определяют по цифровому эквиваленту Ng, в соответствии «с выражением й„ =(w,-и

КВ2

Х 1 г И-М 65 где К,Н - номинальный коэффициент г преобразования сигнала 8г .

На фиг. 1 представлена структурная схема одного из возможных вариантов устройства, реализующего способ измерения параметров импульсных сигналов; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов, иллюстрирующие его работу.

Устройство содержит последовательно включенные приемную формирующую оптическую систему 1, сумматор 2, фотоэлектрический преобразователь 3, функциональный преобразователь (интегратор, пороговый блок или амплитудно-временной преобразователь и т.п.) 4, преобразователь 5 масштаба времени, аналого-цифровой преобразо-. ватель б и вычислительный блок 7 с оперативной памятью и цифровым индикатором. Устройство содержит также формирователь 8 детерминированных сигналов, входы которого соединены с выходами преобразователей 4 и 5, а выход подключен к соответствующему входу сумматора 2.

Работа устройства происходит следующим образом.

В первом такте исследований сигнал х, например импульсный световой, поступает в оптическую систему 1, где формируется и через сумматор 2 направляется на светочувствительную площадку фотоэлектрического преобразователя 3. На выходе последнего созда ется электрический сигнал U ) . (фиг. 2а), пропорциональный исследуемому, с некоторой погрешностью.

Электрический импульсный сигнал U>„ преобразуется, как правило, в длительность импульса в промежуточном функциональном преобразователе 4, на выходе которого формируется коммутационный импульсный сигнал при необходимости задержанный на некоторое время микросекундного диапазона. Этим сигналом включается форФ мирователь 8, вырабатывающий детерминированный сигнал 81 (электрический или оптический) для первого такта измерения. Сигнал 81 с помощью сумматора 2 вводится в электрический или оптический тракт фотоэлектрического преобразователя 3 и на выходе последнего имеет вид Пз8

В процессе прохождения аддитивной смеси импульсных сигналов х +

+ 8„ по всему тракту, оба они подвергаются идентичным преобразованиям, суммируясь в общем случае в преобразователе 5 масштаба времени.

Выходной импульс U> преобразователя

5 квантуется счетными импульсами F в аналого-цифровом преобразователе б, а полученная пачка последовательности импульсов и фиксируется в onepa t тивной памяти вычислительного бло":-. ка 7.

1056066 и„, ВНИИПИ Заказ. 9293/36 Тираж 710 Подписное

Филиал ППП "Патент",г.ужгород, ул. Проектная,4

Второй такт начинается непосредственно по окончании первого такта.

Аддитивная смесь импульсных детерминированных сигналов 62 (фиг. 2б), вырабатываемых Формирователем 8, подвергается аналогичным преобразованиям, что и сигнал 81 первого такта. Последовательность счетных импульсов, соответствующая пачке н, Фиксируется в оперативной памяти.

Н третьем такте аналогично преобразуется в циФровой эквивалент аддитывная смесь импульсных детерминированных сигналов д„+ 82 (фиг. 2в) и в оперативной памяти Фиксируется циФровой эквивалент м .

Искомый параметр исследуемого сигнала х определяется из выражен" . .ния (1). р.нализ выражения (1) показывает, что в результате вычислений разности, двух смежных измеренйй вместе с постоянными составляющими детерминированных сигналов автоматически вэаим5 но компенсируются и адцитивные погрешности, а благодаря действию умножения исключается и мультипликативная погрешность °

10 На основе предлагаемого способа могут быть реализованы различные вы-. сокоточные измерительные устройства для измерения параметров импульсных процессов. микро- и наносекундного

15 диапазона, такие например, как измерители длительности коротких импульсов, измерители энергии, мощности импульсов и т.д.