Всесоюзная i

 

ОПИСАНИЕ 383О74

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.V.1971 (№ 1653891/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 23Х.1973. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 05.IX.1973

Кл. G 06i 3 00

G 0li 29,00

Комитет по делам изабретеиий и открытий при Совете Министров

УДК 681.325.65 (088.8) Авторы изобретения

Б. И. Блажкевич и О. Я. Гумецкий

Физико-механический институт АН Украинской ССР

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ МГНОВЕННЪ|Х

ЗНАЧЕНИЙ АНАЛОГОВЫХ ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к цифровой измерительной технике и предназначено для измерения мгновенных значений аналоговых величин с индикацией результатов измерения в цифровом виде, Известно цифровое измерительное устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь (АЦП), вычислительное устройство, оперативную память, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), управляемый входной переключатель, ключи, цифровой индикатор и блок управления.

В этом устройстве через входной управляемый переключатель ко входу АЦП подключен источник измеряемой величины и выход

ЦАП. Вход цифра-аналогового преобразователя через управляемый ключ и оперативную память соединен с выходом вычислительного устройства, вход которого подключен к выходу измерительной цепи АЦП. К другому выходу оперативной памяти через второй управляемый ключ подключены устройства цифровой индикации и регистрации. Входной переключатель, АЦП, вычислительное устройство и управляемые ключи соединены с блоками управления.

Однако известное измерительное устройство является недостаточно быстродействующим, поэтому оно пригодно лишь для измерения сигналов, пе изменяющихся в интервале времени, необходимом для осуще T»3.»å»»èÿ измерительно-вычислительного процесса, II<» каждом цикле этого процесса происходит сравнение результатов вычислительных операций, 5 осуществляемых в самом устройстве с измеряемым сигналом.

Целью изобретения является псп»ышени» быстродействия устройства.

Для этого в него введено дополнипльнос

10 запоминающее устройство и коммутаторы, причем выход аналого-цифрового преобра 30вателя через первый управляемый кл»оч соединен со вторым входом вычислительного устройства, через второй управляемый ключ—

15 со входом дополнительного запоминающего устройства, выход которого через первый коммутатор подключен к третьему входу вычислительного устройства, выход которого через второй коммутатор соединен со вторым вхо20 дом оперативного запоминающего устройства, блок управления подключен и первому и второму коммутаторам.

Предложенное ст1юЙств»1 пот»с11е»нд »е1псжами.

25 На фиг. 1 приведена функцно»1«льная схем;1 устройства; на фиг. 2 — — диаграмма «ременных сигналов, у правляющих работой отдельных узлов устройства; цифр«ми отмечены блоки, на выходе которых набл»о»«ется приведе»1»ое

30 на фиг. 2 1»апряжение.

383074

50 (2) 55

8

Устройство (см. фиг. 1) состоит из блока 1 управляемого переключателя, аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 2, управляемых ключей 8 и 4, запоминающего устройства 5, вычислительного устройства б, оперативного запоминающего устройства 7, коммутаторов

8 и 9, цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) 10, цифрового индикатора 1(, блока

12 управления, входа устройства 18.

Устройство работает следующим образом.

При поступлении в блок 12 управления команды на измерение с его соответствующего выхода на время tl (см. фиг. 2) подается управляющий сигнал на блок 1 переключателя и управляемый ключ 8, сигнал установки нуля в оперативном запоминающем устройстве 7 и вычислительном устройстве б. При этом блок

1 переключателя подключает ко входу АЦГ1 2 измерительный сигнал, который преобразуется в АЦП в цифровой код и через управляемый,ключ 8, записывается в запоминающем устройстве 5.

В то же время в оперативном запоминающем устройстве 7 и вычислительном устройстве б происходит установка цифрового кода, который, преобразуясь в высокоточном ЦАП

10, на выходе последнего дает нулевое значение аналогового сигнала. Длительность интервала tl определяется ббльшим из интервалов времени, необходимых для преобразования в АЦП аналогового сигнала в цифровой код или в LtAH цифрового кода в соответствующий аналоговый сигнал.

По истечении времени /1 начинается первый цикл измерительно-вычислительного процесса. Прежде всего производится преобразование аналого-цифровым преобразователем сигнала на выходе ЦАП (в первом цикле имеет нулевое значение) в цифровой код, При этом выход ЦАП 10 через блок1 переключателя соединяется со входом АЦП 2, а цифровой код измеренного нулевого значения сигнала через проводящий управляемый ключ 4:поступает на вычитающий вход вычислительного устройства б. В результате этого за время t> в вычислительном устройстве получается разность между цифровым кодом, соответствующим нулевому значению сигнала на выходе LIAR, и цифровым кодом измерения этого нулевого значения сигнала посредством АЦП. Далее к полученной в вычислительном устройстве разности через коммутатор 8 за время t3 прибавляется цифровой код значения измеренного сигнала, считанного из запоминающего устройства 5. Через второй коммутатор 9 за время 14 полученная сумма переносится в оперативное запоминающее устройство 7 на место ранее введенной в нее цифры. В соответствии с полученным в цифровом коде результатом первого цикла измерения на выходе высокоточного ЦАП 10 возникает сигнал, соответствующий полученному цифровому результату.

Одновременно этот результат появляется»а цифровом индикаторе 11.

Далее начинается второй цикл измерительно-вычислительного процесса, аналогичный первому.

Замыкается управляемый ключ 4, измеряется значение сигнала на выходе ЦАП вЂ” результат измерительно-вычислительных операций предыдущего цикла, этот результат измерения значения сигнала на выходе ЦАП в виде цифрового кода подается па вычитающий вход вычислительного устройства б, где вычитается из находящегося Tам результата измерительно-вычислительных операций предыдущего цикла в цифровом коде. К полученной разности посредством коммутатора 8 прибавляется цифровой код измерения величины

ВходнОГО сиГнала, хрс1пя1циЙся В запомипаlощем устройстве 5. Полученный результат через коммутатор 9 дублируется запоминающим устройством 7 с одновременным стиранием ра нее хранившейся в нем цифры. В этот же момент на выходе ЦАП появляется аналоговый сигнал, соответствующий результату измерительно-вычислительных операций второго цикла, а цифровой индикатор 11 указывает его величину.

Аналогично протекает третий и последующие циклы. При этом на каждом цикле работы устройства происходит асимптотическое приближение результата измерительно-вычислительных операций к истинному значению величины измеряемого сигнала.

При отсутствии погрешности преобразования в ЦАП, неизменной за время измерительно-вычислительного процесса характеристики

АЦП, при пренебрежимо малой погрешности, вносимой управляемым переключателем, относительная погрешность результата измерения 6„, определяется по формуле: где N — количество циклов, ЯА — крутизна характеристики АЦП в точке, соответствующей действительному значению измеряемого сигнала, S„— крутизна характеристики LIAR.

Асимптотическое приближение результата измерения к истинному значению измеряемого сигнала (lim 6„„= О) будет иметь место 1 — S ° 5ч (1, то есть, когда 0(Së Яц(2.

На основании уравнения (1) находится выражение для необходимого количества циклов измерения N I в виде соответствующего заданной относительной погрешности 6„„.

Выражение (2) строго справедливо только при принятых выше допущениях. После окончания Л,„1 -того цикла измерительно-вычислительный процесс может быть приостановлен при условии сохранения на цифровом индикаторе результата, полученного на последнем цикле.

383074

Предмет изобретения

Устройство для измерения мгновенных значений аналоговых величин, содержащее аналого-цифровой преобразователь, вход котор"„ го через управляемый переключатель соединен со входом устройства и с выходом цифроаналогового преобразователя, оперативное запоминающее устройство, выход которого соединен со входом цифрового индикатора и входом цифро-аналогового преобразователя, вычислительное устройство, управляемые ключи и блок управления, соединенный с управляемымн ключами, с первым входом вычислительного устройства, с первым входом оперативного запоминающего устройства и с управлneìûì переключателем. отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит дополнительное запоминающее устройство и коммутаторы, причем выход аналого-цифрового преобразователя через первый управляемый ключ соединен со вторым входом вычислительного устройства, через второй управляемый ключ — со входом дополнительного запоминающего устрой10 ства, выход которого через первый коммутатор .подключен и третьему входу вычислительного устройства, выход которого через второй коммутатор соединен со вторым входом оперативного запоминающего устройства, блок

15 управления подключен к первому н второму коммутаторам.