SU677096A1 - Цифровой измеритель напр жени - Google Patents

Description

ча и выходом счетчика импульсов. Счетный вход счетчика импульсов соедииен с выходом аиалого-цифрового преобразовател  и первым входом четвертого электронного ключа, второй вход которого соединен с установочными входами счетчика имиульсов и шестым выходом блока управлени , выход четвертого электронного ключа - с третьим входом вычислительного блока, а седьмой выход блока управлени  и его вход - соответственно с вторым входом третьего электронного ключа и выходом блока сравнени  кодов.

Структурна  электрическа  схема предлагаемого устройства представлена на чертеже .

Устройство содержит двухпозиционный переключатель 1, первый вход которого подключен к выходу источника 2 измер емого напр жени , второй вход через цифроаиалоговый преобразователь (ЦАП) 3 соединен с выходом электроииого ключа 4, а третий вход - к нервому выходу блока 5 управлени , второй выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 6, второй вход которого св зан с выходом переключател  1, а третий, четвертый, п тый, шестой и седьмой выходы блока 5 управлени  8 - соответственно с первыми входами вычислительного блока 7 и электронных ключей 4, 8, 9 и 10. Выход аналого-цифрового преобразовател  6 соединен с вторым входом ключа 9 и счетным входом счетчика 11 импульсов , установочные входы которого соединены с шестым выходом блока 5 управлени  8, а выход - с входом ключа 10 и первым входом блока 12 сравнеии  кодов. Выход блока 12 св зан с входом блока 5 управлени , а второй вход блока 12 - с выходом регистра 13 хранени , вход которого соединен с выходом ключа 10 и входом регистра 14 пам ти. Первые вход и выход регистра 14 подключены соответственно к выходу и второму входу вычислительного блока, третий вход которого соедииен с выходом ключа 9. Второй выход регистра пам ти 14 соединен с вторыми входами ключей 4 и 8, выход ключа 8 - с входами блока 15 цифровой индикации и блока 16 цифровой регистрации.

Устройство работает следуюш,им образом .

Первоначально ко входу аналого-цифрового преобразовател  (АЦП) 6 с цомошью двухнозиционного переключател  1 подключаетс  источиик 2 измер емого напр жени . Код измер емого иаир жени , преобразованного в АЦП 6, записываетс  в счетчике 11 и через ключ 10 подаетс  в регистр 13 хранени  и регистр 14 пам ти, откуда переписываетс  в вычислительный блок 7 и через ключ 4 подаетс  на вход цифроаналогового иреобразовател  (ЦАП) 3. На выходе последнего получаетс  иаир жение , равное по величине результату цифрового преобразовани  АЦП 6 измер емого напр жени  (со всеми погрешност ми ). Это вспомогательное напр жение с иомощью переключател  1 подключаетс  к АЦП 6, и производитс  его цифровое преобразование. Образующийс  код последовательно вводитс  в предварительно обнуленный счетчик 11 до сравнени  с исходным кодом измер емой величииы, момент которого отмечаетс  блоком 12 сравнеии  кодов.

Если момент сравнени  наступил раньше , чем произошло полное преобразование

вспомогательного напр жени  в цифровой код, то код погрешности первого приближени , соответствующий разности между образующимс  и исходным кодом, через ключ 9 поступает в вычислительный блок

7, где вычитываетс  из ранее записанного исходного кода измер емого напр жени . Если же код вспомогательного напр жени  сформировалс , а момеит сравнени  еще не наступил, то код погрешности первого приближени , соответствующий разности исходного и полученного кодов, через ключ 9 поступает в вычислительный блок 7, где складываетс  с исходным кодом измер емого напр жени . Полученный

«первый скорректированный результат из вычислительного блока 7 переписываетс  в регистр 14 пам ти и далее через ключ 4 подаетс  в ЦАП 3, на выходе которого получаетс  соответствующее напр жени . В

результате цифрового преобразовани  напр жени  ЦАП 3, производ щегос  по описанному алгоритму, в вычислительном блоке 7 образуетс  «второй скорректированный результат, определ ющий соответствующее напр жение ЦАП 3. Далее коррекци  осуществл етс  аналогично. Очевидио, что каждый последующий скорректированный результат получаетс  точнее предыдущего , поэтому цифровую индикацию и

регистрацию целесообразно ироводнть с некоторого по счету скорректированного результата в зависимости от заданной точности и погрешности АЦП 6. В процессе преобразовани  по способу

последовательных приближеиий, при заданном конечном числе циклов коррекции возможна ситуаци , когда погрешности оказываютс  полностью скорректированными, а измерительио-вычислительный процесс еще

Claims (2)

1. не закончен. Это приводит к дополнительным потер м в быстродействии. Предложенное устройство лишено приведенного недостатка. Дл  этого блок 5 управлени  предусматривает прекращение измерительно-вычислительного процесса с выводом рез}льтата измерени  через ключ 8 на блок 15 цифровой индикации и блок 16 цифровой регистрации, если исходный код измер емого напр жени  (со всеми погрещност ми ) равен коду преобразованного напр жени  ЦАП 3, так как при этом .код погрешности очередного по счету приближени  не формируетс . Это означает, что погрешности аналого-цифрового преобразовани  оказываютс  полностью скорректированными . В результате пр мого измерительного преобразовани  аналоговой величины получаем следующую зависимость: У. )+У. (1) где г/о - результат измерительного преобразовани  измер емой величины; а - относительна  мультипликативна  составл юща  погрешности цифрового преобразовани ; V - абсолютна  оддитивна  составл юща  погрешности цифрового измерени . Считаем, что погрешности, вносимые входным переключателем 1 и ЦАП 3, пренебрежимо малы. Полага , что за врем  измерени  состо ни  измерительной схемы (се и v) значени  измер емой величины остаютс  неизменными, дл  первого скорректированного результата -получим .+ , где - код погрешности «первого приближени  N, -{y,-y, -{I (l+«)z/, + ), здесьг/о (1+0-) z/o+i - результат цифрового преобразовани  напр жени  обратно преобразуемого кода г/о. Поставл   в выражение дл  у значение у о из выражени  (1), нолучим г/, 1/,(1-аГ-аУ..(2) Дл  второго скорректированного результата имеем Уа i/i + . где А, - {,-y, -{(+o.}y,,}. Представл   в выражение дл  t/2 соответствующие значени  из выражений (1) и (2), получим г/, 1/Л1+а) + .(3) Производ  аналогичные вычислени  дл  «-ГО скорректированного результата, нолучим: Уп Л1 - (- xr+J + (-а) V. (4) Как видно из формулы (4), при соблюдении оговоренных условий, начина  с определенного скорректированного результата , погрешность измерени  практически не зависит от погрешности цифровой измерительной системы и определ етс  погрешност ми входного переключател  1 и ЦАП 3, которые целиком вход т в результат измерени . Из изложенного следует, что дл  осуществлени  п циклов коррекции необходимо Произвести всего («+) операцию измерени , что при достаточно большом п дает двухкратный выигрыш в быстродействии по сравнению с приведенным прототипом. Следует также отметить, что еше одним преимуществом данного устройства  вл етс  возможность прекращени  измерительно-вычислительного процесса при осуществлении полной коррекции погрешности измерени  независимо от заданного числа циклов коррекции. Формула изобретени  Цифровой измеритель нанр жени , содержащий двухпозиционный переключатель , первый вход которого подключен к выходу источника измер емого сигнала, второй вход через цифроаналоговый преобразователь соединен с выходом -первого электронного ключа, а третий вход соединен с первым выходом блока управлени , второй, третий, четвертый и п тый выходы которого соединены соответственно с первыми входами аналого-цифрового преобразо-вател , вычислительного блока, первого и второго электронных ключей, а выход двухпозиционного переключател  соединен с вторым входом аналого-цифрового преобразовател , второй вход и выход вычислительного блока соединены соответственно с первым выходом и входом регистра пам ти, второй выход которого соединен с вторыми входами нервого ,и второго электронных ключей, а выход второго электронного ключа соединен с входами блоков цифровой индикации и цифровой регистрации, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  быстродействи , в него введены два электронных ключа, счетчик импульсов, блок сравнени  н регистр хранени , вход которого соединен с выходом третьего электронного ключа и вторым входом регистра пам ти, а выход которого соединен с первым входом блока третьего электронного ключа и выходом счетчика имнульсов, счетный вход которого соединен с выходом аналого-цифрового преобразовател  и первым входом четвертого электронного ключа, второй вход которого соединен с установочными входами счетчика импульсов и с шестым выходом блока управлени , а выход четвертого электронного ключа соединен с третьим входом вычислительного блока, а седьмой выход блока управлени  и его вход соединены соответственно с вторым входом третьего электронного ключа и выходом блока сравнени  кодов. Источники информации прин тые -во внимание при экспертизе 1. Алиев Т. М. и СейдельЛ. Р.Автоматиска  коррекци  погрешности цифровых измерительных нриборов. М., «Энерги , 1975, гл. 2-1.
2. 2. Авторское свидетельство СССР № 219290, кл. Н ОЗК 13/02, 1967.