Устройство для контроля параметров переходных процессов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (» 879561 (61) Дополнительное к звт. свид-ву (22) Заявлено 14. 01. 80 (21)2869602/18-24 (5Ф)М. Кл.

С 05 В 23/02 с присоединением заявки Ля еееударстеениьй комлтет

СССР (23) Приоритет ао делам изабретеннй и ONpblTNfl

Опубликовано 07.11.81. Бюллетень ¹ 41

Дата опубликования описания 09.11.81 (53) УДК 621. .396(088.8) (72) Авторы изобретения

А. А. Яремчук, Н, Е. Тарабан, И. 10. Сергеев и И. 3. Чугунова

Киевский ордена Ленина политехнический-институт им.50-летия Великой Октябрьской социалистической (71) Заявитель революции (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ

ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники.

Известно устройство для цифрового измерения и регистрации дискретных параметров, позволяющее измерять значения однократного процесса 111 . Его недостатком является невысокая точность измерения вследствие низкой помехоустойчивости.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для контроля параметров переходных процессов, содержащее последовательно соединенные генератор эталонной частоты, счетчик времени и генератор испытательных сигналов, под1S ключенный первым выходом ко входу объекта контроля, последовательно соединенные блок квантования, накопитель, вычислительный блок и блок

20 памяти, выход которого подкпючен ко второму входу вычислительного блока, а также блок индикации, входы которого соединены с выходом накопителя и со вторым выходом вычислительного блока, счетчик числа запусков, связанный выходом со вторым входом накопителя, блок управления, подключенный к управляющим входам блока квантования, накопителя, вычислительного блока, блока памяти, блока индикации, счетчика, числа запусков и генератора испытательных сигналов, измеритель отклонения мощности переменного сигнала, соединенный с блоком управления, а вторым выходом — со вторым входом счетчика времени, второй выход которого связан со вторым входом блока управления (2). Его недостатком является невысокая точность и достоверность результатов контроля.

Целью изобретения является повышение точности и достоверности результатов контроля.

Эта цель достигается тем, что в устройство для контроля параметров переходных процессов, содержащее последовательно соединенные генератор

879561 эталонной частоты, счетчик времени и генератор испытательных сигналов, подключенный первым выходом ко входу объекта контроля, последовательно соединенные блок квантования, накопитель, вычислительный блок и блок памяти, выход которого подключен ко второму входу вычислительного блока, а также блок индикации, входы которого соединены с выходом накопителя и со вторым выходом вычислительного блока, счетчик числа запусков, связанный выходом со вторым входом накопителя, блок управления, подклю- ченный выходами к управляющим входам блока квантования, накопителя, вычислительного блока, блока памяти, блока индикации, счетчика числа запусков и генератора испытательных сигналов, измеритель отклонения мощности переменного сигнала, соединенный с блоком управления, а вторым выходом— со вторым входом счетчика времени, второй выход. которого связан со вторым входом блока управления, введен блок выбора предела измерения, аналоговый вход которого подключен ко входу устройства, первый и второй цифровые входы — соответственно ко второму и третьему входам генератора испытательных сигналов, а выход— ко входу блока квантования и второму входу измерителя отклонения мощности переменного сигнала. Блок выбора предела измерения содержит. преобразователь код-сопротивление, входы которого соединены с аналоговым и первым цифровым входами блока, операционный усилитель, вход которого связан с выходом преобразователя код-сопротивление, а выход — с выходом бло" ка преобразователь код-проводимость, один вход которого подключен ко второму цифровому входу .блока, а другой вход и выход — к выходу преобразователя код — сопротивление и к выходу блока соответственно.

Структурная схема устройства представлена на чертеже.

Устройство содержит объект 1 контроля, блок 2 выбора предела измерения, содержащий преобразователь 3 код-сопротивление, преобразователь 4 код-проводимость и операционный усилитель 5, блок 6 квантования, накопитель 7, вычислительный блок 8 и блок 9 памяти, генератор 10 эталонной частоты, счетчик 11 времени, генера4 ! тор 12 испытательных сигналов, имею— щий входы 13, 14 установки амплитуды и длительности испытательного сигнала соответственно, измеритель 15 отклонения мощности переменного сигнала, блок 16 управления, блок 17 индикации и.счетчик 18 числа запусков.

Устройство работает следующим образом.

После установки требуемых амплитуды A по входу 13 и длительности испытательных сигналов Т, по входу 14 на кодовые входы преобразователей 3 и 4 поступают сигналы (коды) со входом установки амплитуды и длительности сигнала генератора 12. В блоке 2 происходит преобразование в соответствии с выражением!

ft = U

20 р, ЬЬ3% Cell = в» t Bll. — = ВХ СВЛ . I!X СВП

1 х к! ко A кг. кот то где R u l — выходные величины соотRï ветственно преобразователей 3 и 4;

К,и К вЂ” коэффициенты преобразования этих преобразователей;

Кщ и К„ — цена деления переключателей установки амплитуды А (13) и длительности То (14) испытательного сигнала генератора 12 сигналов;

35 в ы„sgn и 1.1ьх.свд- выходное и входное напряжение схемы выбора предела 2.

Так как 14ы„()q(t) = Уц„„, (t), то оконча40 "ока ко ко те

25 к, к, к„.к„ т.е. выходной сигнал блока 2 не за4 висит от А и Т„.

Далее по команде блока 16 производится измерение мощности помех на выходе объекта 1 с помощью измерителя 15, на который подается пронорми 0 рованный сигнал с выхода блока 2(с выхода усилителя 5), Как и в предыдущем такте испытательный сигнал с выхода генератора 12 не подается на вход объекта 1. Измерение среднего

ы значения мощности помех как среднего значения квадрата сигнала помех производится измерителем 15, на вход которого подается пронормированный сиг561 6 где р =1,2...,п — число измерений; к — число дискретизированных значений при одном измерении, то после окончания n -ro измерения в накопителе 7 будет храниться множество значений

М=(, " Р; > ", -Р„>3

Период запуска генератора 12 опре- 40 деляется коэффициентом пересчета эталонной частоты счетчиком 11. Число запусков генератора 12 подсчитывается счетчиком 18, выход которого соединен с одним иэ входов накопителя 7. При 4 подаче испытательных сигналов на вход объекта 1 в накопителе 7 производится накопление и результатов измерения дискретизированных значений выходных сигналов объекта l, 50

Накопитель 7 производит накопление одноименных дискретизированных значений выходного сигнала объекта 1.

Если результатом р -ro измерения яв55 ляется множество дискретизированных значений M) = I P ) P ) ° °, P;)... р, }

5 879 нал с выхода объекта 1. Измеренное среднее значение мощности помех запоминается измерителем 15 и в дальнейшем относительно этого значения производится измерение отклонения мощности переменного сигнала.

По окончании измерения среднего значения мощности помех блок 16 вырабатывает команду, разрешающую подачу импульсов с выхода генератора 10 на счетчик 11, а также команду, разрешающую запуск генератора 12. При этом испытательный сигнал подается на вход объекта 1. На вход блока 6 подается пронормированный сигнал с выхода объекта 1, который проходит через блок 2. Выходные сигналы (коды) блока 6 поступают в накопитель 7.

В момент появления полезной составляющей сигнала переходного процесса на выходе объекта .1 переменная составляющая мощности его выходного сигнала начинает увеличиваться. В момент окончания переходного процесса на выходе объекта 1 мощность переменной составляющей выходного сигнала умень шается и становится равной мощности помех. В этот момент времени измеритель 1 5 формирует команду об окончании переходного процесса, которая поступает в блок 16, а также в счетчик 11. При этом устанавливается коэффициент пересчета счетчика 11, пропорциональный времени переходного про35 цесса. С этого времени начинается пе- риодический запуск генератора 12 по сигналу на вход объекта 1. и

1 .5 cp ) —, Рф

Из-за искусственно созданной периодичности полезной составляющей сигнала переходного процесса, полезная составляющая сигнала будет накапливаться пропорционально числу и,в то время как помеха, в силу ее непериодичности по отношению к периоду подачи испытательного сигнала, будет накапливаться пропорционально

Требуемое число и запусков генератора

12 определяется отношением сигнал-помеха в выходном сигнале объекта 1.

После подачи и испытательных сигналов на вход объекта 1 запуск генератора 12 прекращается. По команде из блока 16 производится вычисление требуемых характеристик переходного процесса с помощью блока 8, на вход которого поступает информация с выхода накопителя 7. Результаты промежуточ ных вычислений хранятся в блоке 9.

Результаты измерений, хранимые в на копителе 7, и результаты вычислении, находящиеся в блоке 8, отображаются с помощью блока !7.

Устройство позволяет повысить точность измерения сигналов переходных процессов за счет сужения динамического диапазона измеряемых сигналов с помощью схемы выбора предела. При этом уменьшается погрешность измерения сигналов переходных процессов с выхода объекта контроля в число раз, равное количеству дискретных регулировок коэффициента передачи схемы выбора предела, Кроме того, повышается точность измерения мощности помех и мощности переменной составляющей сигнала переходного процесса примерно во столько же раз за счет сужения динамического диапазона сигнала на входе измерителя отклонения мощности переменного сигнала. Это дает возможность повысить. точность измерения длительности переходного

879561 процесса, а также других характеристик переходного процесса. Более того, сужение динамического диапазона сиг-. налов позволяет уменьшить число разрядов цифровых блоков (накопителя, вы» числителя и блока памяти) .

Формула изобретения

1. Устройство для контроля параметров переходных процессов, содержащее последовательно соединенные генератор эталонной частоты, счетчик времени и генератор испытательных сигналов, подключенный первым выходом ко входу объекта контроля, последовательно соединенные блок квантования, накопитель, вычислительный блок и блок памяти, выход которого подключен ко второму входу вычислительного блока, а также блок индикации, входы которого соединены с выходом накопителя и со вторым выходом вычислительного блока, счетчик числа запусков, связанный выходом со вторым входом накопителя, блок управления, подключенный выходами к управляющим входам блока квантования, накопителя, вычислительного блока, .блока памяти, блока индикации, счетчика числа запусков и генератора испытательных сигналов, измеритель отклонения мощности переменного сигнала, соединенный с блоком управления, а вторым выходом — co BtogblM входом счетчика времени второй выход котоФ рого связан со вторым входом блока управления, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы устройства и достоверности результатов контроля, в устройство введен блок выбора предела измерения, аналоговый вход которого подключен, ко входу устройства, первый и второй цифровые входы — соответственно ко

1О второму и третьему входам генератора испытательных сигналов, а выход— ко входу блока квантования и второму входу измерителя отклонения мощности переменного сигнала.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок выбора предела измерения содержит преобразователь код-сопротивление, входы которого соединены с аналоговым и первым цифровым входами блока, операционный усилитель, вход которого связан с выходом преобразователя кодсопротивление, а выход — с выходом

f блока, преобразователь код-проводимость, один вход которого подключен ко второму цифровому входу блока, а другой вход и выход — к выходу преобразователя код-сопротивление и к выходу блока соответственно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 515280, кл. Н 03 К 13/14, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке ¹ 2592647/24, кл. G 15 В 23/02, 1978 (прототип).

879561

Составитель В. Дианов

Редактор Л. Утехина Техред О.Легеза Корректор С. Шекмар

Заказ 9719/18 Тирак 943 Подписное

ВНИИНИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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