Измерительное устройство нелинейности пилообразного напряжения
1))) 44152I
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Зависимое от авт. свидетельства 335618 (22) Заявлено 14.04.72 (21) 1772565/18-10 с присоединением заявки № (32) Приоритет
Опубликовано 30.08.74. Бюллетень № 32
Дата опубликования описания 27.06.75 (51) М. Кл. G Olr 19/00
Государственный комитет
Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (54) УДК 621.317.3 (088.8) (72) Автор изобретения
В. Ф, Одиноков
Рязанский радиотехнический институт (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО НЕЛИНЕЙНОСТИ
ПИЛООБРАЗНОГО НАПРЯ)КЕНИЯ
Изобретение относится к области электроизмерительной техники и может быть использовано в контрольно-измерительной аппаратуре по проверке презиционных генераторов пилообразного напряжения и тока, в измерителях скорости электрических процессов, в аппаратуре по контролю формы сигналов, в системах автоматики.
По авт. св. 335618 известно измерительное устройство нелинейности пилообразного напряжения, содержащее регулируемую линию задержки, последовательно соединенные генератор пилообразного напряжения, блок дифференцирования, коммутатор, фильтр, преобразователь напряжение — время и осциллограф. Осциллограф соединен с преобразователем напряжение — время непосредственно, а с коммутатором — через регулируемую линию задержки.
Однако такое устройство имеет значительную погрешность при измерении пилообразного напряжения.
Цель изобретения — уменьшение погрешности измерения.
Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено схемой запоминания и дополнительной регулируемой линией задержки, включенной между генератором пилообразного напряжения и дополнительной линией задержки, причем схема запоминания включена между пороговой схемой и фильтром.
Напряжение на выходе фильтра изменяется в соответствии с выражением 7 () /тю п 1т где U7 — напряжение на выходе фильтра;
U7,— напряжение на выходе фильтра в момент поступления импульса с
10 выхода пороговой схемы (этот момент совпадает с моментом опроса коммутатора);
Кт) — скорость спада (или нарастания) напряжения U7, обусловленная
15 утечками и постоянной времени фильтра;
t — интервал времени с момента опроса коммутатора до запуска преобразователя напряжение — время.
20 При измерении нелинейности в известном устройстве необходимо изменять время задержки опроса коммутатора переменной линией задержки. Это значит, что интервал времени (1 между импульсом опроса коммутатора
25 и импульсов запуска преобразователя напряжение — время соответственно изменяется.
Наибольший интервал времени между указанными импульсами равен рабочему ход
Т пилообразного процесса с выхода объекта
30 измерения. Таким образом, спад (или подь441521
65 ем) напряжения на выходе фильтра постоянной составляющей равен
Au,==К r. (2) Поскольку любое изменение напряжения на выходе фильтра регистрируется как сигнал о наличии нелинейности пилообразного процесса объекта, значение Aq обусловливает ошибку измерения, равную A V>.
Aq — К,Л У, = КпКи Т, где К, масштабный коэффициент устройства измерения параметра .
Значение А 1 тем меньше, чем меньше Кп и
Т. Величина Ки зависит от свойств фильтра.
Для уменьшения погрешности измерения предлагаемое устройство снабжено схемой запоминания и дополнительной регулируемой линией задержки, включенной между генератором пилообразного напряжения и дополнительной линией задержки, причем схема запоминания включена между пороговой схемой и фильтром.
В процессе измерения в данном устройстве интервал между импульсом опроса коммутатора и запуском преобразователя напряжение — время остается неизменным, что обеспечивается путем запуска объекта измерения через переменную линию задержки, а опрос комутатора — через постоянную линию задержки.
На фиг. 1 показана олок-схема измерительного устройства, где 1 — объект измерения;
2 — дифференцирующая схема; 3 — усилитель; 4 — пороговая схема; 5 — осциллограф;
6 — коммутатор; 7 — фильтр постоянной составляющей; 8 — преобразователь напряжение — время; 9 — переменная линия задержки; 10 — постоянная линия задержки; 11— схема запоминания. На фиг. 2, а — д, приведены временные диаграммы, поясняющие работу предлагаемого устройства, где а — пилообразный процесс с выхода объекта; б — импульс синхронизации с выхода осциллографа; в — импульс на выходе пороговой схемы; г — напряжение с выхода фильтра; д — импульс с выхода преобразователя напряжение — время.
Момент запуска объекта 1 относительно импульса синхронизации (фиг. 2, б) зависит от времени задержки tg (фиг. 2, а) переменной линии задержки (на фиг. 2 показано два случая: когда t — — 0 — сплошная линия и когда 1г— = — T — пунктирная линия).
Коммутатор опрашивается через время, определяемое величиной постоянной линии задержки. Это время должно быть равно времени Т рабочего участка пилообразного процесса. Преобразователь напряжение — время запускается импульсом синхронизации (фиг.
2, б).
Особенность устройства состоит в том, что перемещение момента опроса (выборки) коммутатора внутри пилообразного процесса осуществляется не изменением момента опро5
40 са коммутатора относительно синхронизирующего импульса, а изменением момента запуска объекта относительно им пульса синхронизации.
Кроме того, в устройство введена схема запоминания, предназначенная для запоминания амплитуды импульса с выхода пороговой схемы. Это увеличивает чувствительность измерителя в Тlт4 раз (Т вЂ” период синхронизирующего импульса, т4 — длительность импульса с выхода пороговой схемы) по сравнению с известным устройством.
Рассмотрим два случая. Первый, когда пилообразный процесс — идеально линейный. В этом случае изменение задержки t не приводит к изменению амплитуды импульса (фиг.
2, в), так как после дифференцирования линейно изменяющегося напряжения (фиг. 2, а) схемой 2 получается постоянный уровень на участке рабочего хода сигнала. Очевидно, независимо от величины 1д характер и величина напряжения (фиг. 2, е) с выхода фильтра 7 постоянны (для любого условного момента, отсчитываемого от момента опроса коммутатора 6). Так как t< (фиг. 2, г) постоянно и не зависит от величины t, из уравнения (1) вытекает AV>=0, т. е. изменения импульса т (фиг. 2, д) не происходит. Прибор регистрирует т =0 (без учета разрешающей способности).
Второй случай, когда пилообразный процесс — нелинейный. После дифференцирования на участке Т с выхода схемы 2 получается непостоянный уровень. Выбирая коммутатором различные участки этого уровня путем изменения t изменяют напряжения с выходов пороговой схемы и фильтра (фиг. 2, в, изменяется величина т (фиг. 2, д) на Лт, что г) на величины AU4 и AUq. Соответственно изменяется величина т (фиг. 2, д) на Лт, что фиксирует осциллограф. Математически из уравнения (1) получаем
AU, = Ы7, +ЬКи t (4)
Первое слагаемое равенства (4) обусловлено нелинейностью исследуемого процесса, второе — зависимостью Av от уровня напряжения.
Отличия предлагаемого устройства выявляются отчетливо, если рассмотреть полный дифференциал от U7 из уравнения (1) (1У, = Ж7, — дКи /, — Ки Ж, (5)
B конечных приращениях У, = — AU, — Ки, — Ки At (6)
Так как в предлагаемом устройстве
=const, составляющая
КиЫ, =О, (7) что выражает существо изобретения.
Составляющая Кп At> является инструментальной погрешностью известного устройства и ограничивает точность измерений, так как
ы =т.
441521
Предмет изобретения
Составитель В. Ваганов
Техред О. Гуменюк
Корректор О. Тюрина
Редактор Т. Рыбалова
Заказ 1067/4 Изд. № 1208 Тираж 678 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, 3(-35, Раушская наб., д. 4/5
Типография, пр. Сапунова, 2
Предлагаемое устройство не имеет этой погрешности Л4=0, благодаря чему повышается точность измерения, если КпТ является основной составляющей общей погрешности.
Измерительное устройство нелинейности пилообразного напряжения, зависимое от авт. св. № 335618, отличающееся тем, что, с целью уменьшения погрешности измерения, оно снабжено схемой запоминания и дополнительной регулируемой линией за5 держки, включенной между генератором пилообразного напряжения и дополнительной линией задержки, причем схема запоминания включена между пороговой схемой и фильтром.
