Устройство для измерения чувствительности радиометра

 

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для иземерения чувствительности радиометра . Цель изобретения - повьшение точности и упрощение процесса измерения достигается за счет оптимального оценивания чувствительности без пропуска мгновенных значений и исключения накопления погрешности многих измерений при смещенных оценках. В процессе измерений блок 2 вычитания вычитает из входного сигнала его же среднее значение, накопленное интегратором 1, имеющим постоянную времени f , значительно превьшшющую постоянную времени радиометра ( и соизмеримую с постоянной времени показания радиометра fj,, Числовое значение калибровочной температуры задается шифратором 4. В блоке 6 выделения максимального разброса показаний выделяется максимальный разброс кода с выхода блока 5, т.е. чувствительность радиометра, которая вьщается на индикатор 8. В блоке 7 вычисления доверительных интервалов по сигналу Конец преобразования производится отсчет количества отчетов , используемых в блоке 6. Это количество п определяет достоверность результатов измерения, что индицируется в блоке 9. В блоке 3 вырабатывается опорное напряжение для аналого-цифрового преобразователя 5. 1з.п. ф-лы, 2 ил. (О т со ю 4i Is;) Ф

СОК)3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 С 01 R 29/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4201135/24-21 (22) 27.02.87 (46) 23.10.88. Бюл. 1Ф 39 (71) Институт радиофизики и электроники АН АрмССР (72) Г.Г, Айвазян, А,М, Асланян, А.Г. Гулян и P.M. Мартиросян (53) 621.317.75(088.8) (56) Краус Дис. Д, Радиоастрономия.

N.: Советское радио, 1973, с, 233, Есенкина Н.А., Корольков Д.В °, Парийский Ю.Н. Радиотелескопы и радиометры. M. Наука, 1973, с. 332. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ РАДИОМЕТРА (57) Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для иземерения чувствительности радиометра, Цель изобретения — повьппение точности и упрощение процесса измерения достигается за счет оптимального оценивания чувствительности без пропуска мгновенных значений и исключения накопления погрешности многих измеÄÄSUÄÄ 1432426 А1 рений при смещенных оценках. В процессе измерений блок 2 вычитания вычитает иэ входного сигнала его же среднее значение, накопленное интегратором 1, имеющим постоянную времени „, значительно превьш ающую постоянную времени радиометра и соизмеримую с постоянной вреP мени показания радиометра Г,. Число— вое значение калибровочной температуры задается шифратором 4. В блоке 6 выделения максимального разброса показаний выделяется максимальный разброс кода с выхода блока 5, т.е. чувствительность радиометра, которая выдается на индикатор 8. В блоке 7 вычисления доверительных интервалов по сигналу "Конец преобразования" производится отсчет количества отчетов, используемых в блоке 6. Это количество п определяет достоверность результатов измерения, что индициру" ется в блоке 9. В блоке 3 вырабатывается опорное напряжение для аналого-цифрового преобразователя 5. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1432426

Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для измерения чувствительности радиометра. 5

Цель изобретения — повышение точности и упрощение процесса измерений за счет оптимального оценивания чувствительности оез пропуска мгновенных значений и исключения накопления 1О погрешности многих измерений при сме1щенных оценках.

На фиг,. 1 представлена блок-схема устройства; на фиг. 2 — блок-схема аналого-цифрового преобразователя 15 двойного интегрирования.

Устройство содержит интегратор 1, выход которого подключен к входам блока 2 вычитания и блока 3 выделения калибровочного напряжения, шифра-20 тор 4 значения калибровочной температуры, выход которого подключен к входу максимального значения аналогоцифрового преобразователя 5 двойного интегрирования, цифровой выход ко-25 торого подключен к входу блока 6 выделения максимального разброса показаний, а выход "Конец преобразованиИ вЂ” к входу блока 7 выделения доверительных интервалов (БВДИ), к выходам бло- 30 ков 6 и 7 соответственно подключены первый 8 и второй 9 цифровые индикаторы. При этом вход аналого-цифрового преобразователя 5 подключен к выходу блока 2 вычитания, а выход блока 3 выделения калибровочного напряжения — к входу опорного напряжения преобразователя 5.

Аналого-цифровой преобразователь 5 двойного интегрирования содержит пер- 40 вый 10, второй 11, третий 12 и четвертый 13 переключатели, первый 14 и второй 15 интеграторы, счетный триггер 16, первый 17 и второй 18 компараторы, блок 19 сравнения, элемент 45

KIN 20, счетчик 21, блок 22 памяти и тактовый генератор 23, выход которого подключен к входу счетчика 21, выход которого подключен к входам блока 22 памяти и блока 19 сравнения, выход которого подключен к установочному входу счетчика 21 и входу счетного триггера 16, выходы которого подключены к управляющим входам переключателей 10-13. Выходы первого

10 и второго 11 переключателей через последовательно соединенные первый интегратор 14 и первый компаратор 17 подключены к первому входу элемента

ИПИ 20, выходы третьего 12 и четвертого 13 переключателей через последовательно соединенные второй интегратор 15 и второй компаратор 18 подключены к второму входу элемента

ИЛИ 20, выход которо о подключен к управляющему входу блока 22 памяти.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом измерений выходное напряжение блока 2 выделения калибровочного напряжения равно нулю, При подаче на вход радиометра калибровочной температуры Т напряжение на входе устройства и напряжение входа блока 3 возрастают на величину а, которая со знакам "-" фиксируется на выходе блока 3 и подается на вход опорного напряжения аналого-цифрового преобразователя 5. При появлении на входе опорного напряжения аналогоцифрового преобразователя 5 отрицательного напряжения, разряжающего его интеграторы, аналого-цифровой преобразователь начинает функциони-. ровать, измеряя входное напряжение, поступающее с выхода блока 2 вычитания, Блок 2 вычитания вычитает из входного сигнала его же среднее значение, накопленное интегратором 1, имеющим постоянную времени „, значительно превышающую постоянную времени радиометра и соизмеримую с

Р постоянной времени низкочастотных показаний радиометра,, что позволяет исключить их влияние на входной сигнал аналого-цифрового преобразователя 5. Интегратор 1 выполняется в виде обычного RG-интегратора. Блок вычитания реализуется по известной многовходовой схеме вычитания и суммирования, с третьего внутреннего входа которого суммируется некоторое положит ель ное на пряже ние, поз в оляющее поднять уровень входного напряжения аналого-цифрового преобразователя в область, его наиболее надежного срабатывания.

Числовое значение калибровочной температуры Т выставляется оператором по цифровой панели шифратора 4 значения калибровочной температуры и с его выхода в двоичном или двоично-десятичном коде (в зависимости от типа счетчика 21 и блока 19 сравнения) подается на вход максимального числа аналого-цифрового преобразователя 5.

143?426

При наличии опорного напряжения

d è максимального числа Тк аналогоцифровой преобразователь 5 в каждом цикле работы в течение времени д г. выполняет идеальное интегрирование на внутренних интеграторах и выдает на своем выходе температурное значение Т, результата интегрирования а на интервале интегрирования 1 t

Й, Т = Т к д к согласно режиму работы аналого-цифрового преобразователя.

Каждый результат Т; выдается в блок 6 выделения максимального разброса показаний, а сигнал "Конец преобразования", информирующий о выдаче каждого нового Т;, поступает в блок

7 вычисления доверительных интерва10

20 лов.

Блок 6, оперируя значениями Т -, 1 выделяет их максимальный разброс, т ° е. чувствительность радиометра, и выдает его значение на первый цифровой индикатор. Блок 6 может быть арифметическим устр ойством, выполняющим операцию 4 Т = Т1 м« „-T; »„.

Блок 7 производит отсчет количества значений Т;, обрабатываемых для 30 формирования дТ. Количество и определяет достоверность измеренного значения 3Т. При этом для проведения сравнительной оценки чувствительностей радиометров блок 7 может представлять собой счетчик импульсов "Конец преобразования" (числа п) с выдачей этого числа на второй цифровой индикатор. Число п будет давать информацию о том, что чувствитель- 40 ности сравниваемых радиометров вычислены с одинаковой степенью достоверности, Для представления степени достоверности в форме доверительных интер- 4g валов при абсолютных измерениях необходимо, чтобы БВДИ представлял собой арифметическое устройство, выполняющее операцию вычисления Д(dT) согласно положениям теории вероятности: например, операцию 200/1ï с выдачей результата на второй цифровой индикатор, показывающий, что измеренное значение 3Т с вероятностью

0,99 лежит в пределах Т200/ п, или операцию 110/ ï, показывающую, что измеренное значение dT с вероятностью О, 9 лежит в пределах + 110/ (й % и т.д.

Устройство позволяет оперативно, в реальном времени, измерять чувствительность и соответствующий ей доверительный интервал. При этом в ходе измерения с течением времени непрерывно происходят рост ЛТ и сужение доверительных интервалов d(dT).

Аналогс †цифров преобразователь работает следующим образом.

Счетчик 21 непрерывно заполняется

1 импульсами генератора 23, а его выходной код сравнивается с кодом калибровочной температуры Тк на блок

19 сравнения. При достижении равенства кодов на входах блока 19 сравнения на его выходе появляется импульс, который переключает триггер 16 в протиповоложное состояние и приводит счетчик в нулевое состояние, после чего цикл счета повторяется. Длительность каждого цикла работы счетчика

21 определяет интервал d t, в течение которого входное напряжение аналого-цифрового преобразователя, поступая через переключатель 10 или

13 интегрируется на первом 14 или втором 15 интеграторе. Управление триггера 16 переключателями 10-13 обеспечивает непрерывное подключение входного напряжения к одному или другому интегратору, и в период, когда на одном интеграторе происходит интегрирование входного напряжения, на другом происходит разряд опорным напряжением. Зто позволяет исключить недостаток известных аналого-цифровых преобразователей двойного интегрирования, заключающийся в том, что в период разряда интегратора опорным напряжением входное напряжение отключается от аналого-цифрового преобразователя и информация о нем в этом периоде теряется, что может вызвать погрешность из-за пропуска части мгновенных значений.

Счетчик 21, производя укаэанные переключения на входах интеграторов

14 и 15, начинает отсчет с нуля, отсчитывая при этом результат измерения для того интегратора, который разряжается от опорного напряжения, и интервал интегрирования 4 t для того интегратора, к которому подключено измеряемое напряжение, Каждый интегратор, разряжаясь до нуля, формирует на выходе соответствующего компаратора 17 и 18 импульс "Конец преобразования", который через эле5 14324 мент ИЛИ 20 поступает на вход управления загрузкой блока 22 памяти, в который записываются код счетчика 21, соответствующий моменту разряда ин5 тегратора до нуля и являющийся результатом измерения, а счетчик 21, продолжая считать, досчитывает до кода Т, зад.".вая конец интервала для другого интегратора, 10

Таким образом, входной сигнал непрерывно интегрируется на примыкающих интервалах dt результат каждого преобразования, выполняемого поочередно на интеграторах, преобразуется в цифровой код и выдается на выход аналого-цифрового преобразователя через блок 22 памяти, О поступлении на выход каждого нового значения свидетельствует сигнал Конец преобразования".

Преимуществом аналого-цифрового преобразователя является не только воэможность измерения входного сигнала на примыкающих интервалах, но и 25 производимые им, одновременно с измерением, вычисления температурных значений Т„, что обеспечивается введением значений Т и а в режим работы аналого-цифрового преобразователя. gp

Формула изобретения

1. Устройство для измерения чувствительности радиометра, содержащее аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью увеличения точности и упрощения процесса измерений, в него введены последовательно соединенные интегратор и блок выделения калибровочного напряжения, последовательно соединенные блок вычисления доверительных интервалов и второй цифровой индикатор, а также 45 шифратор значения калибровочной температуры, блок выделения максимального разброса показаний и блок вычитания, первый вход которого подключен к входу интегратора и является входом устройства, второй вход подключен к выходу интегратора, а выход — к сигнальному входу аналогоцифрового преобразователя, к входу опорного напряжения которого подключен выход блока выделения калибровочного напряжения, выход шифратора значения калибровочной температуры поцключен к входу максимального числа

26 аналого-цифрового преобразователя, цифровой выход которого через блок выделения максимального разброса показаний подключен к входу первого цифрового индикатора, а выход Конец преобразования" — к входу блока вычисления доверительных интервалов.

2. Устройство по 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что аналого-цифровой преобразователь представляет собой аналого-цифровой преобразователь двойного интегрирования, содержит последовательно соединенные первый интегратор и первый компаратор, первый переключатель, вход которого является входом аналого-цифрового преобразователя, а выход соединен с входом первого интегратора, второй переключатель, вход которого является входом опорного напряжения аналогоцифрового преобразователя, а выход соединен с входом первого интегратора последовательно соединенные второй интегратор и второй компаратор, третий переключатель, вход которого со— единен с входом второго перек,пючателя, а выход — с входом второго интегратора, четвертый переключатель, вход которого соединен с.входом первого переключателя, а выход — с входом второго интегратора, блок памяти, выходы разрядов которого являются выходом аналого-цифрового преобразователя, элемент ИЛИ, входы которого соединены с выходами компараторов, а выход соединен с входом управления загрузкой блока памяти и является выходом "Конец преобразования" аналогоцифрового преобразователя, счетный триггер, прямой выход которого соединен с входами управления первого и третьего переключателей, и инверсный выход — с входами управления второго и четвертого переключателей, блок сравнения кодов, у которого входы первой группы разрядов являются входами кода максимального числа аналого-цифрового преобразователя, а выход соединен со счетным входом счетного триггера, счетчик, у которого вход установки нуля соединен с выходом блока сравнения кодов, а выходы разрядов соединены с входами второй группы разрядов блока сравнения кодов и с входами разрядов блока памяти, тактовый генератор, выход которого соединен c o счетныч входом счетчика.

1432426

1Х.

Составитель EI. Михалев

Техред А.Кравчук Корректор О. Кравцова

Редактор А. Козориз

Заказ 5420/37 Тираж 772 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4