SU766006A1 - Способ измерени посто нного тока - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к информаци онно-измерительной технике, и может быть использовано в случа х, когда необходима нелинейна  измерительна  характеристика, в частности, дл  рас ширени  динамического диапазона измерени . Известен способ измерени  посто н ного тока, в . котором получение нелинейной измерительной характеристик достигаетс  за счет использовани  элементов с нелинейной вольт-амперно характеристикой l. Недостатком это го способа  вл етс  низка  точность. Известен также способ измерени  посто нного тока, заключающийс  в промежуточном преобразовании измер е мого тока в среднюю частоту последовательности импульсов и ее последующей регистрации 2 . Недостаток способа заключаетс  в ограниченных функциональных возможност х , в частности, невозможности получени  нелинейной измерительной характеристики требуеморб вида. Целью изобретени   вл етс  получе ние нелинейной измерительной характеристики заданного вида. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в известном способе измерени  посто нного тока, включающем промежуточное преобразование измер емого тока в среднюю частоту сформированной последовательности импульсов и ее последу-г ющую регистрацию, формирование последовательности импульсов осуществл  ют по случайному закону распределени  импульсов во времени, после чего преобразуют сформированную последовательность импульсов методом ста- тистической выборки импульсов. На чертеже представлена- функциональна  электрическа  схема устройства . Устройство содержит входной согласующий каскад 1, сравнивающее устройство 2, к входс1М которого подключены выходы входного каскада 1.и частотно-аналогового преобразовател  3, а к выходу - вход усилител  4 сигнала управлени , выход усилител  4 подключен ко входу генератора 5 импульсов , распределенных во времени по случайному закону. Выход генератора 5 подключен к входам преобразовател  3 и устройства 6 статистической выборки. Генератор 5 импульсов распределенных во времени по случайному закону, выполнен на генераторе шума

7, амплитудном дискриминаторе 8, фор мирователе импульсов 9.

Элементы 1-5 осуществл ют преобра зование входного тока в среднюю час тоту последовательности импульсов, распределенных во времени по случайному закону, следуклцим образом. I В отсутствие тока на входе устрой ства отсутствует сигнал разбаланса ; на выходе сравнивающего устройства 2 и сигнал управлени  на выходе усилител  4, при этом напр жение дискриминации дискриминатора 8 устанавливаетс  таким, что на его выходе и на выходе генератора 5 отсутствуют выходные импульсы. При подключении входа устройства к источнику тока т выходе сравнивающего устройства 2 . по вл етс  сигнал разбаланса, который усиливаетс  усилителем 4 и подаетс  на вход управлени  дискриминатора 8, при этом уровень дискриминации дискриминатора 8 понижаетс  и на выходе генератора 5 по вл ютс  импульсы , распределенные по закону Пуассона . Импульсы подаютс  на вход преобразовател  3 и преобразуютс  и ток, который поступает на второй вход сравнивающего устройства 2. Уровень дискриминации дискриминатора 8 понижаетс  и соответственно возрастает средн   частота следовани  импульсов на выходе генератора 5 до установлени  динамического равновеси  между входным током и током компенсации с выхода преобразовател  3.

Таким образом, элементы 1-5 осуществл ют преобразование измер емого тока в частоту следовани  импульсов, распределенных во времени, по случайному закону, например - по закону Пуассона, т.е. выполнение операции, описываемой математическим выражени ем вида:

. F К1(1)

где F - средн   частота статистически распределенных импульсов, К коэффициент преобразовани  в имп/сек .на единицу тока, 1 входной.ток

Как известно, закон Пуассона определ ет веро тность пр влени  К импулсов на временном интервале t при средней частоте f на бесконечно большом интервале:

P(k) (ft)- (kl). exp(-ft) (2) Из закона Пуассона вытекает, что плотность веро тности временного интервала to между импульсами равна: P(to) - fexp(-ft)(3)

Распределение Pttfl)  вл етс  непрерывным и нормированным.

Далее с помощью устройства 6 статистической выборки осуществл етс  преобразование полученного первичног потока статистически распределенных импульсов во вторичный поток со статистической выборкой импульсов, обеспечйвающей сужение динамического диапазона средней частоты следовани 

импульсов и нелинейное его npeo6pa3OJ вание по частоте. Задаваемый закон статистической выборки будет определ ть закон нелинейности характеристи ки.

Учитыва , что временное распределение интервалов между импуЛьсами  вл етс  непрерывным распределением,статистическа  выборка может быть проведена по длительности интервала между импульсами. Така  выборка раздел етс  на два вида: продлевающегос  и непродлевающегос  типа.

Дл  выборки продлевающегос  типа устройство выборки выполн етс  таким образом, что по приходе любого импульса первичного потока, импульс

пропускаетс  на выход схемы во втори ный поток, если временной интервал до предшествующего импульса больше - установленного времени ограничени .

При распределении импульсов по закону Пуассона из формул 2 и 3 следует , что веро тность регистрации импульса на бесконечно малом временном промежутке dt равна:

Р(1) fdt, ()

а веро тность отсутстви  импульса на временном интервале

Р(0) exp(-ft)(5)

Веро тность пропускани  импульса из первичного потока во вторичный будет равна веро тности импульса на интервале dt, умноженной на веро тность отсутстви  импульса на интервала , предшествующем интервалу dt, откуда средн   частота следовани  импульсов вторичного потока после выборки будет равна:

F fexp(-fC)(6)

Закон нелинейности измерительной характеристики принимает вид:

F К1exp(-Ktl)(7)

Дл  выборки по интервалу непродлевающегос  типа устройство выборки выполн етс  таким образом, что после Кс1ждого импульса первичного потока, пропущенного во вторичный поток, схема закрываетс  на врем  дл  всех последующих импульсов. Если в течение некоторого большого времени Т на вход схемы поступило N импульсов первичного hoTOKa (N f-T), из которых М было пропущено во вторичный поток (М F-T), а L импульсов нет, то обща  длительность блокировки устройства выборки т будет равна: т - М -t(8)

Откуда I f.f « M-f-T (9) . R - М + L Н(1 + ff) (10) F - f-(1 + ft} (11) Закон нелинейности при выборке по интервсшам непродлевающегос  типа примет вид: F - К1(1 + Kfl) (12)

Аналогичным образом могут оыть получены нелинейные характеристики и по другим законам изменением либо

закона статистического распределени5 импульсов и интервсшов между импульсами (показательное, равномерное и т.д.). либо закона.статистической выборки импульсов во вторичной поток (продлевающийс  интервгш по двум предьщущим импульсам, по флюктуирующему интервалу и т.д.).

Дёшее осуществл етс  регистраци  средней частоты импульсов вторичного потока в цифровой или аналоговой форме с использованием соответствующих .технических средств.

Таким образом, е5лагодар  отличительным признакам изобретени  может быть получена нелинейна  измерительна  характеристика требуемого вида, что в частности, необходимо дл  расширени  динамического диапазона изме -рени . Таким образом, расшир ютс  функциональные возможности способа.

Claims (2)

1.GMmour G.A. 1 ЕЕЕ Trans NS-U 1, 1967, с. 321.

2.Ольдскон Л.Г.,Казанов В.И. В сб. Ядерное приборостроение ,

0 вып. , М. , Атомиздат, 1968, с.24 (прототип).

5)109

ВнлвУ