RU2041862C1 - Method for measurement of substance concentration - Google Patents
Method for measurement of substance concentration Download PDFInfo
- Publication number
- RU2041862C1 RU2041862C1 SU5035972A RU2041862C1 RU 2041862 C1 RU2041862 C1 RU 2041862C1 SU 5035972 A SU5035972 A SU 5035972A RU 2041862 C1 RU2041862 C1 RU 2041862C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- code
- value
- digital
- measurement
- direct current
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Analogue/Digital Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к информационно-измерительной технике, в частности к способам измерения концентрации веществ, например, нефтепродуктов в воде. The invention relates to information-measuring equipment, in particular to methods for measuring the concentration of substances, for example, petroleum products in water.
Известен способ измерения концентрации [1] в котором неэлектрическую величину преобразовывают в электрическое напряжение постоянного тока, периодически преобразовывают это напряжение в цифровой код, с полученным кодом производят необходимые вычисления, например вычисляют отношение полученного кода к эталонному, логарифмируют это отношение, умножают на калибровочный коэффициент и затем вычисленное значение выводят на индикацию. A known method of measuring the concentration [1] in which a non-electric quantity is converted into a direct current voltage, periodically converts this voltage to a digital code, with the obtained code, make the necessary calculations, for example, calculate the ratio of the received code to the reference, logarithm this ratio, multiply by the calibration factor and then the calculated value is displayed.
К недостаткам известного способа относится низкая разрешающая способность и связанная с нею точность измерений, обусловленные тем, что дискретность результата вычислений может в несколько раз превышать дискретность аналого-цифрового преобразования и дискретность используемой вычислительной техники. Увеличение разрядности аналого-цифрового преобразования и вычислений связано со значительным усложнением и удорожанием устройств, реализующих этот способ. The disadvantages of this method include the low resolution and the associated measurement accuracy, due to the fact that the discreteness of the calculation result can be several times higher than the discreteness of the analog-to-digital conversion and the discreteness of the used computing equipment. An increase in the bit depth of analog-to-digital conversion and calculations is associated with a significant complication and appreciation of devices that implement this method.
Целью изобретения является увеличение разрешающей способности и точности измерений. The aim of the invention is to increase the resolution and accuracy of measurements.
Цель достигается за счет того, что после преобразования неэлектрической величины в электрическое напряжение это напряжение смешивают со специально генерируемой помехой небольшой величины, затем суммарный сигнал периодически преобразовывают в код, производят необходимые вычисления, результат вычислений подвергают цифровой фильтрации нижних частот с повышенной разрядностью вычислений и отфильтрованный результат выводят на индикацию. The goal is achieved due to the fact that after converting a non-electric quantity to electrical voltage, this voltage is mixed with specially generated small noise, then the total signal is periodically converted to code, the necessary calculations are performed, the calculation result is subjected to digital low-pass filtering with increased bit depth and a filtered result display.
Благодаря такой обработке помеха, введенная в полезный сигнал, уничтожается фильтрацией, а за счет повышенной разрядности фильтрации измеряемая величина получается с увеличенной разрешающей способностью. Thanks to this processing, the noise introduced into the useful signal is destroyed by filtering, and due to the increased bit depth of the filtering, the measured value is obtained with an increased resolution.
На фиг.1 пример устройства, осуществляющего предложенный способ; на фиг. 2 эпюры, иллюстрирующие обработку сигналов согласно предлагаемому способу. Figure 1 is an example of a device implementing the proposed method; in FIG. 2 diagrams illustrating signal processing according to the proposed method.
Способ осуществляется следующим образом. The method is as follows.
Неэлектрическую величину концентрацию преобразовывают в электрическое напряжение постоянного тока одним из известных методов, например, путем пропускания через среду пучка света и трансформации этого пучка. A non-electric quantity is converted into a direct current voltage using one of the known methods, for example, by passing a light beam through a medium and transforming this beam.
Полученную электрическую величину складывают со специально генерируемой помехой. Полученный сигнал периодически преобразуют в код, производят вычисление измеряемой величины Xn, например путем деления полученного кода на эталонный, логарифмирования результата, умножения на калибровочный коэффициент. Затем производят цифровую фильтрацию нижних частот, например, по формуле
Yn Yn-1(1 K) + Xn ˙ K.The resulting electrical quantity is added with a specially generated interference. The received signal is periodically converted into a code, the measured value X n is calculated, for example, by dividing the received code into a reference, logarithm of the result, and multiplying by a calibration coefficient. Then produce digital low-pass filtering, for example, by the formula
Y n Y n-1 (1 K) + X n ˙ K.
Полученную величину выводят на индикацию, после чего по окончании цикла работы возвращаются к преобразованию в код. The resulting value is displayed, after which, at the end of the work cycle, they are returned to conversion to code.
Предложенный способ может быть реализован, например, с помощью устройства, изображенного на фиг.1. Устройство содержит преобразователь 1 неэлектрической величины в электрическую, аналого-цифровой преобразователь 2, микроЭВМ 3, цифровой индикатор 4, генератор 5 помехи, сумматор 6. The proposed method can be implemented, for example, using the device depicted in figure 1. The device comprises a
Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.
Измеряемая физическая величина (концентрация) трансформируется в напряжение постоянного тока преобразователем 1. Генератор 5 возмущений вырабатывает шумовой сигнал, который с помощью сумматора 6 складывается с измеряемым сигналом 7, образуя в результате входной сигнал 8 аналого-цифрового преобразователя 2, ЭВМ 3 принимает код АЦП 2 с заданной программой периодичностью, образуя выборку кодов 9. В результате вычисления измеряемой величины образуется выборка кодов Xn 10, имеющая дискретность в несколько раз большую, чем входная выборка 9. Затем производится цифровая фильтрация нижних частот, например, в простейшем случае по формуле
Yn Yn-1(15/16) + Xn1/16 с увеличенной точностью.The measured physical quantity (concentration) is transformed into a direct current voltage by the
Y n Y n-1 (15/16) +
Например, если вычисления измеряемой величины Xn осуществляют с 8-разрядной точностью, то цифровая фильтрация с 16 разрядной. В результате получающаяся выборка Yn 11 имеет меньшую дискретность и погрешность, чем выборка Xn 10. Затем старшие разряды величины Yn 11, полученной после цифровой фильтрации нижних частот (например 8 разрядов), выводятся на индикацию.For example, if the calculation of the measured value X n is carried out with 8-bit accuracy, then digital filtering with 16-bit. As a result, the resulting
За счет того, что при цифровой фильтрации нижних частот получается среднее значение, рассчитанное с высокой точностью из множества входных значений, его величина имеет значительно более высокую точность и меньшую дискретность, чем входные значения. Due to the fact that digital low-pass filtering yields an average value calculated with high accuracy from a variety of input values, its value has a significantly higher accuracy and less discreteness than the input values.
Например, при вычислении по формуле
Xn (lgNэтал/Nвx)1/0,0035, где Nвх код, получаемый с АЦП;
Nэтал код эталонной величины с АЦП.For example, when calculated by the formula
X n (lgN ref /
N reference code of the reference value with the ADC.
Если деление производить с фиксированной запятой, как 16-разрядное число на 8-разрядное с получением 8-разрядного частного, логарифмирование производить по программе кусочно-линейной аппроксимации с точностью 8 разрядов так, что lg8 преобразовывается в число 255, а lg1 в 0, то дискретность Xn может достигать 3 единиц 8-разрядного кода.If the division is done with a fixed point, like a 16-bit number to 8-bit to get an 8-bit quotient, the logarithm is performed according to the piecewise linear approximation program with an accuracy of 8 bits so that lg8 is converted to 255 and lg1 to 0, then discreteness X n can reach 3 units of 8-bit code.
Если же во входную выборку кодов Nвх добавить помеху величиной порядка 3-4 единиц 8-разрядного входного кода, а затем отсечь эту помеху с помощью цифровой фильтрации нижних частот, то дискретность выходного сигнала Yn может быть доведена до 1 единицы 8-разрядного кода.If the codes in the input sample N Rin add interference of the order of 3-4 units of 8-bit input code, and then cut off the interference with a digital low-pass filtering, the discontinuity of the output signal Y n can be communicated to
При этом практически не требуется усложнения устройства. At the same time, complication of the device is practically not required.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5035972 RU2041862C1 (en) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | Method for measurement of substance concentration |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5035972 RU2041862C1 (en) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | Method for measurement of substance concentration |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2041862C1 true RU2041862C1 (en) | 1995-08-20 |
Family
ID=21601168
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5035972 RU2041862C1 (en) | 1992-04-07 | 1992-04-07 | Method for measurement of substance concentration |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2041862C1 (en) |
-
1992
- 1992-04-07 RU SU5035972 patent/RU2041862C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Анализатор нефти АН-1 ТУ 3-3, КФК-2МП 1860, 1985. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2040282A1 (en) | Method and apparatus for digitally measuring electrical energy consumption | |
JPH0540596Y2 (en) | ||
US3984669A (en) | Fully digital spectrum analyzer using time compression and Discrete Fourier Transform techniques | |
RU2041862C1 (en) | Method for measurement of substance concentration | |
SU756299A1 (en) | Digital voltmeter | |
RU2550309C1 (en) | Device for signals analysis in real time | |
SU1486947A1 (en) | Method and apparatus for determining electric power | |
SU470759A1 (en) | Digital nonlinear distortion meter | |
Abdul-Karim et al. | A digital power-factor meter design based on binary rate multiplication techniques | |
SU968767A2 (en) | Phase measuring device | |
RU2133041C1 (en) | Method determining spectrum of electric signals | |
SU1524011A1 (en) | Device for measuring frequency of harmonic signal | |
RU2061243C1 (en) | Digital electricity meter | |
SU987492A1 (en) | Material humidity determination method | |
SU834584A2 (en) | Discrete spectrum analyzer | |
SU723772A1 (en) | Digital voltmeter of signal effective values | |
SU761931A1 (en) | Non-linear distortion coefficient meter | |
SU447623A1 (en) | The method of measuring the current voltage infra-low frequency | |
SU1122980A1 (en) | Digital meter of harmonic coefficient | |
SU998937A1 (en) | Electromagnetic method of measuring non-magnetic material conductance and device for applying thereof | |
SU378872A1 (en) | METHOD OF INTEGRATING ANALOG SIGNALS | |
SU610026A1 (en) | Discrete analyzer of harmonic spectrum quadrature components | |
SU974576A1 (en) | Voltage effective value converter | |
SU938399A1 (en) | Method and device for analog-digital conversion | |
SU951697A1 (en) | Frequency to code converter |