Устройство для измерения электрических величин

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в аппаратуре контроля и измерения магнитных и электрических параметров магнитных лент и дисков. Цель изобретения - повышение точности и быстродействия, достигается введением в устройство входного коммутатора 2, пикового детектора 5, аналого-цифрового преобразователя 6, микропроцессорного блока 7 и усилителя 9, Устройство содержит также входной коммутатор 1, усилитель 3, выходной коммутатор 4 и аттенюатор 8. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я >5 G 01 R 33/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

/ а (21) 4736166/21 (22) 05.09.89 (46) 23.07.93. Бюл. М 27 (71) Научно-исследовательский технологический институт вычислительной техники (72) В,С,Эстрин и Б.А.Волков (56) И.П.Гринберг и С.Г.Таранов. Самонастраивающиеся усилители с пробным сигналом. М.: Энергия, 1978, с. 13-14, рис. 1,5б. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН (57) Изобретение относится к измеритель„,5U,, 1829018 А1 ной технике и может быть использовано в аппаратуре контроля и измерения магнитных и электрических параметров магнигных лент и дисков. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия, достигается введением в устройство входного коммутатора 2, пикового детектора 5, аналого-цифрового преобразователя 6, микропроцессорного блока 7 и усилителя 9, Устройство содержит также входной коммутатор 1, усилитель 3, выходной коммутатор

4 и аттенюатор 8. 2 ил.

1829018

Изобретение относится к измерительной технике и может бь ть использовано в аппаратуре измерения и контроля магнитных и электрических параметров магнитных лент и дисков, в частности в измерительных каналах воспроизведения.

Целью изобретения является повышение точности быстродействия.

На фиг, 1 представлена структурная схема устройства для измерения электрических величин; на фиг, 2 — временная диаграмма работы устройства.

Устройство (фиг, 1) содержит входные коммутаторы 1 и 2, первый усилитель 3, выходной коммутатор 4, пиковый детектор 5, аналого-цифровой преобразователь 6, микропроцессорный блок 7, аттенюатор 8 и второй усилитель 9.

Устройство для измерения электрических величин обеспечивает два вида измерений; измерение величины исследуемого параметра; измерение отношения двух величин исследуемого параметра.

Каждый из этих измерений состоит из

3-х тактов: — в 1-ом такте производится измерение величины максимальной образцовой меры

Фмг) — во 2-ом такте производится измерение величины минимальной образцовой меры (Ом1); — в 3-ем акте производится измерение величины исследуемого параметра (Х), Рассмотрим 1 вид измерений — измере35 ние величины исследуемого параметра. При .этом микропроцессорный блок 7 устанавливает первый 1, второй 2 входные коммутаторы и выходной коммутатор 4 в положение 2, с этого момента начинается и "îöåññ калибровки канала усиления, который включает 2 первых такта (см. фиг, 2).

В первом такте при измерении величины максимальной образцовой меры (Mlz), исследуемь(й сигнал со Входа устройства 45 поступает на вход второго усилителя 9, усиливается, при этом формируется величина максимальной образцовой меры (Mz), частота которой равна частоте исследуемого сигнала, Этот сигнал проходит через выходной коммутатора 4, пиковый детектор 5 и поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6, который преобразует величину сигнала в цифровой код, который дал е запоминается B блоке памяти микропроцессорного блока 7. Измеренная микропроцессорным блоком 7 величина максимальной образцовой меры равна;

Нмг М2Кп.д. Кп.р., (1), где Мг — величина максимальной образцовой меры;

Кп,д. — коэффициент передачи пикового детектора 5;

Кп.р, — коэффициент передачи аналогоцифрового преобразователя 6.

Затем микропроцессорный блок 7 переключает второй входной коммутатор 2 и выходной коммутатор 4 s положении 1. С этого момента начинается 2-ой такт измерения величины минимальной образцовой меры (М1), Сигнал максимальный образцовой меры {Mzj с выхода второго усилителя 9 поступает на аттенюатор 8, который формирует величину минимальной образцовой меры

М1. Сигнал минимальной образцовой меры

М1 с выхода аттенюатора 8 поступает на вход второго входного коммутатора 2, затем с выхода последнего через первый усилитель 3 и выходной коммутатор 4 поступает на вход пикового детектора 5, где детектируется и поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6 и далее в микропроцессорный блок 7. Микропроцессорный блок 7 измеряет и запоминает величину минимальной образцовой меры (Бм1).

Эта величина равна: (2) 0м1 =- М1 Ку,с, Кп,д, Кп.р, UM1 М1 Кус Кпд Кпр (3) 0мг М2 Кпд Кпр м1 М1 Кус (4) 0мг М2

Из условия построения и работы аТТенюатора 8 получим:

М1= Вг!д (5)

М =-(R2+R2),, (6) где!д — ток, протекающий через прецизионные резисторы R. u Rz аттенюатора 8, тогда:

М2 (R1+Rz) IP 1+ 2 д (7)

М1 R2 lp Rz где М i — величина минимальной образцовой меры, Ky» — коэффициент усиления первого усилителя 3;

К,д — коэффициент передачи пикового детектора 5;

К цр — коэффициент передачи аналогоцифрового преобразователя 6.

Решая совместно уравнения 1 и 2, получим:

1829018

0 г

-1, т.е. Кус = дк, UM1 (9) UXA = XA KycA Кпд Кпр (16) используя формулу (15), получим;

BR UM, UXA=Хд К К

0м2А (17) 0XB = Хв K.óñB Кп.д. Кпр. (18) (10) Ux = XKyc.

UXA ХА Й 0м1А Кпд Кпр 0м2В

UXB Ом2А ХВ R 0м1В Кпд Кпр

Ux откуда Х =

Кус (20) подставляя в формулу (11). выражение 40 XA по формуле (8), получим; ХВ 0Ы2А 0М1В

X—

0х 0мг

%U.1 (12) дк UM1 поэтому: Кус = (8)

Омг

Для того, чтобы исключить нелинейность пикового детектора 5 и аналого-цифрового преобразователя 6 желательно выбрать;

Величина дк не зависит от дестабилизирующих факторов, т.к, R1 и R2 — прецизионные резисторы, а величину Кус можно оценить с учетом дестабилизирующих факторов по отношению величин 0мг и 0м1.

После запоминания измеренной величины минимальной образцовой меры (0м1) микропроцессорный блок 7 переключает первый входной коммутатор 1 в положение

1, а второй входной коммутатор 2 — в положение 2, С этого момента начинается третий такт измерения величины исследуемого параметра (Х). Исследуемый сигнал, пройдя через первый входной коммутатор 1 усиливается первым усилителем 3, после выходного коммутатора 4 детектируется пиковым детектором 5 и далее преобразуется аналого-цифровым преобразователем 6 в цифровой код. При условии Кп.д. = 1 и Кпр. = 1, измеренная величина исследуемого параметра Ux запоминается в блоке памяти микропроцессорного блока 7 в виде:

Формула (12) является конечной формулой, по которой вычисляют величину исследуемого параметра в заявляемом способе.

Рассмотрим работу заявляемого устройства при изменении отношения двух величин исследуемого параметра.

Пусть Хд — начальная величина исследуемого параметра, а Х — конечная величина исследуемого параметра, Микропроцессорный блок 7 производит измерение величины исследуемого параметра Хд в начальный момент времени по вышеуказанной методике.

Из формул (1) и (2):

0м2А = M2A Кпд Кпр

UM1A = М1А Кпд Knp КусА (13) 5 ГДЕ: KycA — КОЭффИЦИЕНт УСИЛЕНИЯ ПЕРВОГО усилителя в начальный момент времени.

Решая систему управлений (13), имеем:

0м2д = М2А Кпд Кпр

10 0м1д = М1д Кпд Кпр Кусд (14) т.к, дд =—

М1 (15)

Начальная величина исследуемого параметра Хд будет равна;

Аналогично конечная величина исследуемого параметра ХВ будет равна: гДе KycB — коэффиЦиент УсилениЯ пеРвого усилителя в конечный момент времени, дя 0м;В

UXB = XB Kn.д, Кпр, (19)

0<2В

Используя формулу (17) и (19), получим

35 отношение:

Итак, отношение двух близких между собой величин исследуемого параметра и в

45 разные промежутки времени будет иметь вид:

Хд 0хд 0мгд 0М1в

ХВ UxB UM1A UÌ2Â

Формула изобретения

Устройство для измерения электрических величин содержащее последовательно

55 соединенные с входом устройства первый входной коммутатор, первый усилитель и выходной коммутатор, а также аттенюатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него дополнительно введены второй вход1829018

Составитель Л.устинова

Техред М, f "оргентал Корректор Р,.Пилипенко

Редактор Т.Иванова

Заказ 2475 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 ной коммутатор и последовательно соединенные пиковый детектор, аналого-цифровой преобразователь и микропроцессорный блок, а также второй усилитель, вход которого подключен к входу устройства. а выход — к аттенюатору и второму входу выходного коммутатора, выход аттенюатора подключен к входу второго входного коммутатора, выход которого подключен к входу первого усилителя, выход выходного коммутатора подключен к входу пикового де-.ектора, а

5 выходы микропроцессорного блока — к управляющим входам входных и выходного коммутаторов.