Патент ссср 219290

2l9 290

ОПИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических ;, Республик

Г сс ооой."знжч :н;".,котами МьФ

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 03.1.1967 (№ 1123320/26-24) с присоединением заявки №

Г1риоритет

Опубликовано 30.V.1968. Бюллетень № 18

Кл. 42m, 14

МПК С 06f

УДК 681.332.05(088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Дата опубликования описания 5.1Х.1968

Авторы изобретения

Л. P. Сейдель, Т. М. Алиев и А. А. Тер-Хачатуров

Заявитель

СПОСОБ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ЦИФРОВОИ КОД

Известны способы преобразования напряжения в цифровой .код, согласно которым корректируют результат измерения на величину погрешности, полученную в процессе измерения.

Для исключения ошибок нелинейности и дрейфа нуля (по предлагаемому способу) проводят обратное преобразование кода в напряжение, последнее вновь преобразуют в код, который сравнивают с преобразованным значением исходного напряжения, и на полученную в дискретной форме величину погрешности корректируют код, полученный в,результате повторного преобразования исходного напряжения, откорректированный цифровой эквивалент вновь преобразуют в напряжение.

Затем производят многократное повторение .цикла измерения с коррекцией до получения кодированного значения исходного напряжения с заданной точностью.

На чертеже приведена схема, иллюстрирующая способ.

Предлагаемый способ заключается в следующем. Первоначально ко входу цифрового преобразователя 1 с помощью переключателя

2 подключают источник 3 измеряемого напряжения. Производят циф|ровое измерение. Полученный результат, выраженный в определенном коде, подают в память 4 вычислительного устройства 5, а затем через электронный ключ 6 — на вход обратного цифро-аналогового преобразователя 7. На выходе последнего получается напряжение, равное по величине результату цифрового преобразования (со всеми погрешностями) преобразователем

1 измеряемого напряжения.

Это вспомогательное напряжение подключают с помощью переключателя 2 к преобразователю 1 и проводят его цифровое преобразование. Код поступает в вычислительное устройство 5, где производится его вычитание и хранящегося в памяти 4 кода, соответствующего результату преобразователя 1 исходного напряжения. Разность, условно обозначаемая через Л1, остается в памяти 4 вычислительного устройства 5.

С помощью переключателя 2 вновь подключают ко в«оду преобразователя 1 измеряемое напряжение и проводят его цифровое преобразование, результат которого передают в вычислительное устройство 5, где происходит его сложение с разностью Ë . Получившийся результат (первып совокупный .результат) переписывают в память 5 и далее через ключ о подают на вход цифро-аналогового преобразователя 7, на вы«оде которого получается соответствующее напряжение.

Это напряжение с помощью переключателя

2 подключают на вход преобразователя I., Зо осуществляют преобразование. Результат

219290

15 виде кода подают в вычислительное устройство 5, где производится вычитание его из результата первого совокупного измерения. Получившуюся разность Л переписывают в память 4, а затем с помощью переключателя 2 вновь подключают ко входу преобразователя

1 измеряемое напряжение. Результат измерения складывают в вычислительном устройстве с разностью Л . Получившийся результат называют «вторым совокупным результатом».

Коррекцию осуществляют аналогично.

На цифровую индикацию 8 и цифровую регист рацию 9 выдают результаты совокупных измерений из памят-(4. В каждом последую щем совокупном результате ошибки измерения оказываются скорректированными сильчее, чем в предыдущем. Поэтому цифровая индикация и регистрация начинаются с некоторого по счету совокупного результата, в зависимости от требуемой точности и величины погрешности преобразователя 1.

Работой системы цифрового преобразования управляют блоком управления 10 с помощью ключа 11.

В результате непосредственного измерения преобразователем аналоговой величины получаем следующую зависимость:

lVe — — гУ (l+ а) +!3, где: U„— истинное значение измеряемой аналоговой величины; а — мультипликативная составляющая погрешности цифрового измерения (погрешность чувствительности); — аддитивная составляющая погрешности цифрового измерения (погрешность нуля);

Л, — результат измерения преобразователем 1 измеряемой величины.

Считаем, что погрешности, вносимые переключателем 2 и цифро-аналоговым преобразователем 7, пренебрежимо малы.

Быстродействие преобразователя 1 выполненного на бесконтактных элементах, может быть весьма большим; поэтому время между циклами измерения определяется практически временем работы цифро-аналогового преобразователя. Полагая, что за время между несколькими совокупными измерениями состояние измерительной схемы (величины с(, и P) н значение измеряемой величины остаются неизменными, получим для и-го совокупного результата следующую зависимость:

Л(— Ц (1 (а)п "I + (д)л, > (1)

В общем случае, с учетом изменения измеряемой величины и состояния цифровой измерительной схемы за время между отдельными совокупными измерениями, получим для и-го совокупного результата:

У = У (— 1 (— 1) " П J+ (— 1) Зо П c+

c=î c=i и и и и (— 1)" (((„,. П а,)+ Па,5 аУ„,, (2)

c=i s=i

4 где: U, . U,,, U — истинные значения измеряемого напряжения соответствен5 но в моменты окончания непосредственного измерения, первого совокупного измерения и n-ro co10 вокупного измерения; с(((, и ро, я и Pi„..., а„и Р,— значения мультипликативной и аддитивной погрешностей цифровой измерительной схемы в вышеупомянутые моменты времени; б У„, о У.„,, ..., Иӄ— изменения напряжения за время между двумя соседними ее измерениями, (т. е. бУ;=U c — U,c y, i=I 2, ... и).

25 Как видно из формулы (l), если скорость изменения напряжения мала по сравнению с быстродействием системы измерения, то погрешность измерения, начиная с определенно30 го номера совокупного результата, практически не зависит от погрешности цифровой измерительной схемы и определяется только погрешностью переключателя 2 и цифро-аналогового преобразователя 7, кото рая целиком

35 входит в результирующую погрешность совокупного измерения.

Если скоростью изменения измеряемой величины нельзя пренебречь по сравнению с быстродействием системы измерения, то (как видно из формулы 2) погрешность результа40 тов совокупных измерений, начиная с некоторого номера, будет определяться практически членом „о(.,(,„(для результата n-ro совокупного измерения).

При работе по предлагаемому способу имеет место высокая точность измерения при очень низкой точности основной измерительной схемы.

Данный способ может быть применен для повышения точности цифрового измерения любой аналоговой величины, если для нее имеются точные входной переключатель и обратный цифро-аналоговый преобразователь. Реализовать его можно как автоматически, так и

55 вручную, Реализация предлагаемого способа позволит значительно повысить точность цифрового преобразования напряжения.

Предмет изобретения

Способ преобразования напряжения в цифровой код путем коррекции результата измерения на величину погрешности, полученную в процессе измерения, отличающийся тем что, 65 с целью исключения ошибок нелинейности и а а \

219290

Составитель М, Штильман

Редактор М. Андреева Техрсд А. А, Камышникова Корректор А. П. Васильева

Закан 2300!8 Тираж 530 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 дрейфа нуля, проводят обратное перобразование кода в напряжение, последнее вновь преобразуют в код, который сравнивают с преобразованным значением исходного напряжения, и на полученную в дискретной форме величину погрец1пости корректируют код, полученный в результате повторного преобразования исходного напряжения, откорректированный цифровой эквивалент исходного напряжения вновь преобразуют в напряжение и затем производят многократное повторение цикла

5 измерения с коррекцией до получения коди,рованного значения исходного напряжения с заданной точностью.