СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ СРЕДНЕГО ЗНАЧЕНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ПРОИЗВОЛЬНОЙ ФОРМЫ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения средних значений сигналов, оно может быть использовано для сокращения объема данных в установках технической диагностики по спектральному составу шумов в вибраций режимов работы различных промышленных образцов, а также в медицине при измерении среднего давления крови в течение каждого сердечного цикла, определении среднего выдыхаемого объема СО₂ в каждом дыхательном цикле и т.д.

Известен способ измерения среднего напряжения произвольной формы [1] основанный на раздельном интегрировании двух величин с нулевыми начальными условиями в течение конечного интервала времени; упомянутому раздельному интегрированию подвергают сумму и разность опорного и исследуемого напряжений, сравнивают результаты интегрирования, по результату сравнения определяют знак среднего значения исследуемого напряжения, большую из полученных в результате интегрирования величин уменьшают по экспоненциальному закону до меньшей и по интервалу времени, отсчитанному от начала уменьшения большей величины до момента ее сравнения с меньшей, судят о собственно среднем значении исследуемого напряжения.

Недостатками известного способа являются низкая точность измерения, обусловленная наличием методической погрешности измерения и ограниченные функциональные возможности, выраженные в том, что известный способ не позволяет получать результат усреднения исследуемых сигналов в виде аналоговой величины, т.е. в виде выходного напряжения. Это ограничивает применение известного способа в реализации аналоговых систем.

К недостаткам известного способа относятся также малые динамические диапазоны изменения исследуемых и управляющих сигналов.

Известное устройство для осуществления способа измерения среднего значения напряжения произвольной формы содержит два интегратора, первые сигнальные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго входных ключей, блок управления, первый вход которого подключен к управляющим входам обоих интеграторов, а второй вход к управляющим входам первого и второго входных ключей, источник опорного напряжения, входную шину, шину синхронизации и шину запуска, соединенные соответственно с сигнальным входом первого входного ключа, первым и вторым входами блока управления, выходной индикатор, компаратор, инвертор, третий входной ключ, два коммутирующих ключа, преобразователь "время-код" и регистратор знака, интеграторы снабжены вторыми сигнальными входами и выполнены с суммированием входных напряжений, причем входы компаратора соединены с выходами интеграторов, а выход с третьим входом блока управления, инвертор включен между входной шиной и сигнальным входом второго входного ключа, коммутирующие ключи включены между выходами и первыми сигнальными входами соответствующих интеграторов и подключены управляющими входами соответственно к третьему и четвертому выходам блока управления, информационный и управляющий входы преобразователя "время-код" соединены с пятым и вторым выходами блока управления, а выходы с входами выходного индикатора, входы регистратора знака подключены к шестому и седьмому выходам блока управления, а вторые сигнальные входы обоих интеграторов соединены с выходом источника опорного напряжения через третий входной ключ, подключенный управляющим входом к второму выходу блока управления.

Блок управления состоит из трех триггеров, двух элементов И, двух элементов ИЛИ-НЕ, инвертора, трех дифференцирующих звеньев, пяти разделительных диодов и регистра смещения, причем первый вход и выход первого триггера соединены соответственно с первым и вторым входами второго триггера, одни входы первого и второго элементов И подключены к инверсному выходу второго триггера, а другие входы соответственно к входу и выходу инвертора, вход первого дифференцирующего звена соединен с инверсным выходом второго триггера, а выход через первый разделительный диод с первым входом третьего триггера, вход второго дифференцирующего звена подключен к входу инвертора, а выход через второй разделительный диод к второму входу третьего триггера и через третий разделительный диод к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, вход третьего дифференцирующего звена соединен с выходом инвертора, а выход через четвертый разделительный диод с вторым входом третьего триггера и через пятый разделительный диод с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход и выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключены соответственно к выходу и второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ, резистор смещения включен между вторым входом третьего триггера и шиной нулевого потенциала, в качестве первого, второго и третьего входов блока управления использованы соответственно первый, второй входы первого триггера и вход инвертора, а в качестве первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого выходов соответственно выход первого, прямой выход второго триггера, выходы первого, второго элементов И, третьего триггера, первого и второго элементов ИЛИ-НЕ.

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения, ограниченные функциональные возможности и малые динамические диапазоны изменения исследуемых и управляющих сигналов.

Низкая точность измерения известного устройства обусловлена наличием в нем методической погрешности измерения. Ограниченные функциональные возможности выражены в том, что известное устройство не позволяет получать результат усреднения исследуемых сигналов в виде выходного напряжения, что ограничивает его применение в аналоговых системах.

Цель изобретения повышение точности измерения, функциональных возможностей способа и реализующего его устройства, а также расширение динамических диапазонов изменения исследуемых и управляющих сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения среднего значения напряжения произвольной формы, интегрированию подвергают сумму опорного напряжения с напряжением, пропорциональным исследуемому, с одним коэффициентом пропорциональности, а также интегрированию подвергают разность опорного напряжения с напряжением, пропорциональным исследуемому, с другим или равным первому коэффициентом пропорциональности, в течение интервала времени, отсчитанного от начала экспоненциального уменьшения большей величины напряжения до момента ее сравнения с меньшей величиной напряжения, формируют с нулевых условий выходную функциональную величину, изменяющуюся во времени по наперед заданному закону
F(t) f, (1) где f_o коэффициент, определяемый видом представления выходной функциональной величины;
t_н момент начала экспоненциального уменьшения большей величины к меньшей;
τ_г- постоянная времени;
a коэффициент пропорциональности при исследуемом напряжении, входящем в интегрируемую разность напряжений;
b коэффициент пропорциональности при исследуемом напряжении, входящем в интегрируемую сумму напряжений; а о собственно среднем значении исследуемого напряжения судят по величине выходной функциональной величины, представленной, например, в виде выходного функционального напряжения во времени, по истечении вышеуказанного временного интервала в момент сравнения изменяемой большей величины напряжения с меньшей, причем в раздельно интегрируемых сумме и разности опорного с исследуемым напряжений коэффициенты пропорциональности при слагаемом и вычитаемом исследуемом напряжении выбирают в соответствии с видом формируемой зависимости выходной функциональной величины, представленной, например, выходным функциональным напряжением во времени.

В частности, в раздельно интегрируемых сумме и разности опорного с исследуемым напряжений коэффициенты пропорциональности при слагаемом и вычитаемом исследуемом напряжении выбирают соответственно b 1 и a 0, в результате чего в течение интервала времени, отсчитанного от начала экспоненциального уменьшения большей величины напряжения до момента ее сравнения с меньшей величиной напряжения, формируют с нулевых условий функциональную зависимость напряжения во времени вида
U(t)= U_оп.1e 1, (2) где U_оп1 величина опорного напряжения.

Кроме того, в раздельно интегрируемых сумме и разности опорного с исследуемым напряжений коэффициенты пропорциональности при слагаемом и вычитаемом исследуемом напряжении выбирают соответственно b 0 и a 1, в результате чего в течение интервала времени, отсчитанного от начала экспоненциального уменьшения большей величины напряжения до момента ее сравнения с меньшей величиной напряжения, формируют с нулевых условий функциональную зависимость напряжения во времени вида
U(t)= U_оп.11 e. (3)
Поставленная цель достигается также тем, что в устройство для осуществления способа измерения среднего значения напряжения произвольной формы дополнительно введены два блока масштаба и функциональный преобразователь "интервал времени регистрирующий параметр", первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и пятым выходами блока управления, первый блок масштаба включен между входной шиной и информационным входом первого входного ключа, второй блок масштаба включен между входной шиной и входом инвертора, а выходом устройства является выход функционального преобразователя "интервал времени регистрируемый параметр".

Функциональный преобразователь "интервал времени регистрируемый параметр" выполнен в виде функционального преобразователя "интервал времени цифровой код" и содержит генератор импульсов, постоянное запоминающее устройство, выходной регистр, дифференцирующую цепь и счетчик, информационный вход которого является первым входом функционального преобразователя "интервал времени цифровой код", вторым входом которого является вход дифференцирующей цепи, соединенный с входом генератора импульсов, выход которого связан с управляющим входом счетчика, соединенного своими выходами с соответствующими входами постоянно запоминающего устройства, выходы которого связаны с соответствующими входами выходного регистра, соединенного своим управляющим входом с выходом дифференцирующей цепи, а выходы выходного регистра являются соответствующими выходами функционального преобразователя "интервал времени цифровой код".

Кроме того, функциональный преобразователь "интервал времени регистриpуемый параметр" выполнен в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение" и содержит источник опорного напряжения, операционный усилитель, сумматор напряжений, аналоговый инвертор, резистор, конденсатор, трехпозиционный ключ, первый и второй управляющие входы которого являются соответственно первым и вторым входами функционального преобразователя "интервал времени напряжение", первый и второй информационные входы трехпозиционного ключа соединены с выходами соответственно сумматора напряжений и аналогового инвертора, выход трехпозиционного ключа связан через резистор с инвертирующим входом операционного усилителя и с первым выводом конденсатора, связанного своим вторым выводом с выходом операционного усилителя, с входом аналогового инвертора и с входом сумматора напряжений, выход которого является выходом функционального преобразователя "интервал времени напряжение", а второй вход сумматора напряжений выполнен инверсным и связан через источник опорного напряжения с шиной нулевого потенциала, соединенной с неинвертирующим входом операционного усилителя.

Кроме того, функциональный преобразователь "интервал времени регистрируемый параметр" выполнен в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение" и содержит источник опорного напряжения, конденсатор, резистор, первый и второй электронные ключи, управляющие входы которых являются соответственно первым и вторым входами функционального преобразователя "интервал времени напряжение", выходом которого является первый вывод конденсатора, связанного своим вторым выводом с шиной нулевого потенциала, первый электронный ключ подключен параллельно конденсатору, первый вывод которого соединен через резистор с выходом второго электронного ключа, связанного своим информационным входом с выходом источника опорного напряжения.

На фиг. 1 представлена общая структура устройства для реализации предложенного способа измерения среднего значения напряжения произвольной формы; на фиг. 2 временные диаграммы, отражающие сущность его составных операций в работу реализующего устройства; на фиг. 3 6 варианты выполнения функционального преобразователя "интервал времени регистрируемый параметр". В табл. 1 и 2 представлены результаты анализа методических погрешностей известного и предложенного технических решений.

Сущность способа заключается в следующем.

В течение интервала времени усреднения T интегрируют с нулевыми начальными условиями сумму опорного напряжения U_оп с напряжением, пропорциональным входному напряжению V_s с коэффициентом пропорциональности b, а также интегрируют разность опорного напряжения U_оп с напряжением, пропорциональным входному напряжению V_s с коэффициентом пропорциональности a:
A σ· (U_оп+b·V_s)dt σ(U_оп·T+b·V_u), (4)
B σ· (U_оп-a·V_s)dt σ(U_оп·T-a·V_u), (5) где V_u= V_s· dt, (6)
σ- коэффициент пропорциональности, определяемый видом и параметрами устройств, выполняющих операцию интегрирования. При этом A и B могут быть величинами различной физической природы (напряжение, ток, угол поворота, интервал времени) в зависимости от технического средства, реализующего операцию интегрирования.

По завершении операции интегрирования результаты интегрирования A и B сравнивают и большую из полученных в результате интегрирования величин sup (A U B), уменьшают по экспоненциальному закону:
y sup(AUB)· e, (7) где t_н и τ- соответственно момент начала и постоянная времени экспоненциального изменения.

Одновременно с момента времени t_н начала вышеуказанного экспоненциального изменения формируют с нулевых начальных условий выходную функциональную величину F(t), изменяющуюся во времени по закону
F(t) f (8) где τ_г постоянная времени экспоненциального изменения;
f_о коэффициент, определяемый видом представления выходной величины F(t).

Если, например, функциональная зависимость F(t) представлена функционально изменяющимся напряжением U(t)_вых, то коэффициент f_опредставляет собой опорное напряжение
f_о U_оп1. (9)
Если функциональная зависимость F(t) представлена в способе функционально изменяющимися во времени выходной частотой f(t)_вых, выходной фазой ϕ(t)_вых и т.д. то f_о f_оп, f_о ϕ_оп и т.д.

В момент времени t t_сравн. происходит сравнение изменяемой по экспоненциальному закону большей из полученных в результате интегрирования величины с меньшей
sup(AUB)· e inf(AUB) (10)
В момент t t_сравн, т.е. по истечении временного интервала
Δt t_сравн. t_н, (11) величина F(t) принимает значение
F(t)= f_o· (12) и пропорциональна среднему значению входного сигнала
F(t)= F_ср. (13)
Например, при представлении функциональной зависимости F(t) формируемым с нулевых условий с момента tн функционально изменяющимся выходным напряжением U(t)_вых величина выходного напряжения в момент времени t t_сравн. принимает значение:
U(t)= U (14) и пропорциональна среднему значению входного сигнала
U(t)= U_ср (15) Это доказывается следующим образом.

Интервал времени Δt от начала момента времени t_н уменьшения большей величины sup (A U B) до момента t_сравн. ее сравнения с меньшей inf (A U B) определится из выражения (10) как
Δt -τ·ln τ ln . (16) После подстановки выражения (16) и (12) последнее приводится к виду
F(t)= f_o. (17) Выбрав τ=τ_г, получаем
F(t)= f_o (18)
С учетом значений величин A и B согласно выражениям (1) и (2), величину F_ср можно представить как
F(t)= f_o
f_o· · . (19) Так как V_u определяется выражением (3), а
m (20) то
F(t)= F_ср.= V_s·dt (21) где m коэффициент пропорциональности.

Отсюда следует, что выходная величина F(t), представленная, например, напряжением U(t)/t=t_сравн., в момент времени t_сравн., соответствующий концу интервала Δt, т.е. моменту сравнения изменяемой по экспоненциальному закону большей величины с меньшей, пропорциональна среднему значению входного сигнала U_s за время усреднения T.

Знак средней величины входного сигнала V_s и большую из величин sup (A и B) определяют знаком разности θ= A B.

Если θ> 0, то A > B и величина среднего значения сигнала положительна.

Если θ< 0, то B > A и величина среднего значения сигнала отрицательна.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 интеграторы с суммированием входных напряжений, источник 3 опорного напряжения, компаратор 4, инвертор 5, первый 6, второй 7, третий 8 входные электронные ключи, первый 9 и второй 10 коммутирующие ключи, блок 11 управления, функциональный преобразователь 12 "интервал времени регистрируемый параметр (код, напряжение, частота, фаза и т.д.)", первый 13 и второй 14 блоки масштабов, входную шину 15, шину 16 запуска, шину 17 синхронизации, регистратор 18 знака, преобразователь 19 "время цифровой код", цифровой индикатор 20.

В одном из возможных вариантов исполнения интегратор 1 с суммированием входных напряжений выполнен, например, в виде операционного усилителя 21 с цепью обратной связи, включающей в себя параллельно соединенные конденсатор 22 и электронный разрядный ключ 23, причем вход операционного усилителя 21 соединен с вторым и первым входами интегратора 1 через резисторы соответственно 24 и 25. Интегратор 2 с суммированием входных напряжений выполнен подобно интегратору 1.

В одном из возможных вариантов исполнения функциональный преобразователь 12 "интервал времени регистрируемый параметр" выполнен в виде функционального преобразователя "интервал времени цифровой код" и содержит, например, (см. фиг. 3) постоянное запоминающее устройство ПЗУ 31, счетчик 32, генератор импульсов 33, дифференцирующую цепь 34, выходной регистр 35.

В одном из возможных вариантов исполнения функциональный преобразователь 12 интервал времени регистрируемый параметр" выполнен, например, в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение" и содержит, например (см. фиг. 4) операционный усилитель 36, инвертирующий усилитель 37, сумматор 38, резистор 39, конденсатор 40, трехпозиционный ключ 41, источник 42 опорного напряжения.

В одном из возможных вариантов исполнения функциональный преобразователь 12 "интервал времени регистрируемый параметр" выполнен, например, в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение" и содержит, например (см. фиг. 5) конденсатор 43, резистор 44, первый 45 и второй 46 электронные ключи, источник 47 опорного напряжения.

В одном из возможных вариантов исполнения функциональный преобразователь 12 "интервал времени регистрируемый параметр" выполнен, например, в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение" и содержит, например, (см. фиг. 6) постоянное запоминающее устройство ПЗУ 48, счетчик 49, генератор 50 импульсов, n элементов И (51--1):(51-n), цифроаналоговый преобразователь 52, логический инвертор 53, источник 54 опорного напряжения, причем информационный вход счетчика является первым входом функционального преобразователя "интервал времени напряжение", вторым входом которого является вход логического инвертора, соединенный с входом генератора импульсов, связанного своим выходом с управляющим входом счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами постоянного запоминающего устройства, выход логического инвертора связан с первыми входами элементов И, соединенных своими вторыми входами с соответствующими выходами постоянного запоминающего устройства, выходы элементов И связаны с соответствующими информационными входами цифроаналогового преобразователя, соединенного своим аналоговым входом с выходом источника опорного напряжения, а выход цифроаналогового преобразователя является выходом функционального преобразователя "интервал времени напряжение".

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства во времени состоит из стадии подготовки, стадии одновременного интегрирования суммы опорного напряжения U_оп с напряжением, пропорциональным входному исследуемому напряжению V_s с коэффициентом пропорциональности b, и интегрирования разности опорного напряжения с напряжением, пропорциональным входному исследуемому напряжению с коэффициентом пропорциональности a, из стадии преобразования, заключающейся в изменении по экспоненциальному закону большего из полученных в предыдущей стадии напряжений до меньшего и одновременного преобразования получающегося временного интервала в регистрируемый параметр (код, напряжение, частота, фаза и т.д.) функциональным преобразователем "интервал времени регистрируемый параметр" 12. При этом запуск последнего в работу (начало формирования его выходной функциональной зависимости) производится с начала стадии преобразования напряжений и заканчивается моментом времени сравнения выходных напряжений интеграторов. Информацию о знаке среднего значения входного сигнала получают путем сравнения выходных напряжений первого и второго интеграторов и индицируют ее регистратором 18 знака.

Рассмотрим более подробно работу устройства.

В момент времени t₁ на шину 16 запуска приходит импульс напряжения "Пуск", поступающий на второй вход блока 11 управления, в результате чего с момента t₁ блок 11 управления формирует на своем первом выходе напряжение уровня логической единицы (фиг. 2 г). При этом разрядные цепи интеграторов 1 и 2 (электронные ключи 23 и 28) замыкаются, в результате чего на выходах интеграторов 1 и 2 устанавливаются напряжения нулевого уровня (фиг. 2 е).

В момент времени t₂ первый синхроимпульс T_i поступает с шины 17 синхронизации на первый вход блока 11 управления, в результате чего в момент t₂ напряжение на первом выходе блока 11 управления устанавливается нулевым уровнем (фиг. 2 г), а с момента t₂ блок 11 управления формирует на своем втором выходе напряжение уровня логической единицы, которое поступает на управляющие входы электронных ключей 6 8 и на первый (сбросовый) вход функционального преобразователя 12 "интервал времени регистрируемый параметр", в результате чего величина выходного параметра блока 12 сбрасывается до нулевого значения.

С момента t₂ ключи 6 8 замыкаются и на первые входы интеграторов 1 и 2 поступают напряжения с выходов блоков масштабов соответственно 13 и 14. При этом на второй интегратор напряжение с выхода блока 14, пройдя через инвертор 5, поступает в обратной полярности.

Вторые входы обоих интеграторов с момента t₂ соединяются с выходом источника опорного напряжения 3.

С момента t₂ напряжение на выходе интегратора 1 изменяется согласно
V₁= + dt ·t+ V_s·dt (22) где b масштабный коэффициент блока 13 масштаба;
τ₁ и τ₂ постоянные интегрирования интегратора 1 соответственно по второму и первому входам, определяемые выражениями τ₁ R₂₄˙C₂₂, τ₂ R₂₅˙C₂₂, в которых R₂₄ и R₂₅ величины сопротивлений масштабных резисторов соответственно 24 и 25;
C₂₂ величина емкости конденсатора 22;
U_оп величина напряжения источника 3 опорного напряжения;
V_s напряжение входного сигнала;
t время, отсчитанное от момента t₂.

С момента t₂ напряжение на выходе интегратора 2 изменяется согласно
V₂= + dt ·t- V_s·dt (23) где a масштабный коэффициент блока 14 масштаба;
τ₃ и τ₄ постоянные интегрирования интегратора 2 соответственно по второму и первому входам, определяемые выражениями τ₃ R₂₉˙C₂₇, τ₄ R₃₀˙ C₂₇, в которых R₂₉ и R₃₀ величины сопротивлений резисторов соответственно 29 и 30;
C₂₇ величина емкости конденсатора 27.

В момент времени t₅ t₂ + T (где T время усреднения) на первый вход блока 11 управления поступает второй синхроимпульс T_i+1 с шины 17 синхронизации, в результате чего в момент t₅ напряжение на втором выходе блока 11 управления устанавливается нулевым уровнем, при этом электронные ключи 6 8 размыкаются, снимается принудительный сброс функционального преобразователя 12 "интервал времени регистрируемый параметр" (см. фиг. 1).

Кроме того, с момента времени t₅ на пятом выходе блока 11 управления формируется напряжение уровня логической единицы, которое, поступая на второй вход функционального преобразователя 12, запускает последний.

При этом на выходе блока 12 с момента t₅ формируется функциональная зависимость выходного параметра по времени вида
F(t) f (24) где τ₅ постоянный коэффициент;
f_о коэффициент пропорциональности, определяемый видом функциональной зависимости, формируемой блоком 12. Если, например, блок 12 формирует на своем выходе функциональную зависимость напряжения во времени U(t)_вых, то коэффициент f_о представляет собой величину опорного напряжения f_о U_оп1.

Если, например, блок 12 формирует на своем выходе функциональные зависимости изменения во времени частоты f(t)_вых, фазы ϕ(t)_вых и т.д. то коэффициент f_о представляет собой соответственно величину опорной частоты f_оп, опорной фазы ϕ_оп и т.д.

Напряжения V₁ и V₂ на выходах интеграторов 1 и 2 в момент t₅ равны величинам интегралов за время усреднения T соответственно суммы и разности опорного напряжения с напряжениями, пропорциональными напряжению входного сигнала с соответствующими коэффициентами пропорциональности b и a:
V= · T+ · V_s·dt K₁·T+K₂·b·V_u (25)
V= · T- · V_s·dt K₃·T-K₄·a·V_u (26) где K₁= · K₂= · K₃= · K₄= коэффициенты пропорциональности:
V_u= V_s·dt (27)
Компаратор 4 постоянно отслеживает соотношения напряжений на своих первом и втором входах, равных соответственно U_вх1 V₁ и U_вх2 V₂. При отношении его входных напряжений U_вх1/U_вх2 > 1 на выходе компаратора 4 формируется напряжение уровня логической единицы, что обусловливает появление на третьем и четвертом выходах блока 11 напряжений уровней соответственно логического нуля и единицы. При этом интегратор 1 с момента t₅ разряжается по экспоненциальному закону, интегратор 2 с того же момента хранит свое выходное напряжение неизменным, а на шестом и седьмом выходах блока управления формируются уровни напряжений соответственно логической единицы и логического нуля, которые, поступая в регистратор знака 14, индицируют знак + (плюс).

При отношении входных напряжений компаратора 4 U_вх1/U_вх2 < 1 разряжается по экспоненциальному закону интегратор 2 до напряжения хранящегося на выходе интегратора 1, и индицируется знак (минус).

Таким образом, в устройстве всегда обеспечивается во второй стадии его работа с момента t₅ уменьшение большего выходного напряжения одного интегратора до неизменно хранящегося напряжения другого интегратора.

На временных диаграммах, изображенных на фиг. 2, рассмотрен первый вариант работы устройства, когда в момент t₅ выходные напряжения интеграторов 1 и 2 находятся в соотношении
V> V.

При этом блок 11 управления формирует с момента t₅ на своем четвертом выходе напряжение уровня логической единицы, в результате чего электронный ключ 9 с момента t₅ замыкается и напряжение на выходе интегратора 1 и на первом входе компаратора 4 изменяется по закону
V= V e (28)
С момента t₅ напряжение на выходе интегратора 2 и на втором входе компаратора 4 остается неизменным во времени
V= V.

В момент t₆ напряжения на входах компаратора 4 сравниваются
V= V= V e= V (29) и уровень выходного напряжения компаратора 4 меняется на противоположный.

В момент t₆ смены уровня напряжения по входу 3 блока 11 управления на пятом выходе последнего уровень напряжения меняется с логической единицы на логический нуль.

При этом на выходе функционального преобразователя 12 "интервал времени регистрируемый параметр" и на выходной шине устройства прекращается функциональное изменение выходного параметра, который с момента t₆ остается постоянным во времени, принимая значение
F(t)= f (30) и пропорциональным среднему значению входного сигнала V_s за время усреднения T
F(t)= F_ср. (31)
Например, при формировании блоком 12 на своем выходе функционально изменяющегося напряжения U(t)_вых величина выходного напряжения блока 12 с момента t₆ остается постоянной во времени, принимая значение
U(t)= U, (32) и пропорциональной среднему значению входного сигнала V_s за время усреднения
U(t)= U_ср. (33) Это доказывается следующим образом.

Импульс напряжения длительностью Δt t₆ t₅, сформированный на пятом выходе блока 11 управления, определяется величиной
Δt t₆-t₅= τ₂·ln τ₂·ln
τ₂·ln . (34)
В результате подстановки выражения (34) для Δt в выражение (30) для F(t)/t t₆ последнее приводится к виду
F(t)= f (35) При выполнении условий τ₂ τ₅, K₁ K₃α, K₂ K₄β
F(t)= f_o· V, (36) где d · f_o коэффициент пропорциональности. Учитывая, что V_u= V_s·dt
F(t)= F_ср.= · V_s·dt (37)
Отсюда следует, что выходная величина функционального преобразователя 12 "интервал времени регистрируемый параметр" F(t)/t t₆, представленная, например, напряжением U(t) /t t₆, пропорциональна среднему значению сигнала V_s за время усреднения T.

Функциональный преобразователь 12 "интервал времени регистрируемый параметр" устройства может иметь самое разнообразное выполнение, частные варианты которого определяются выбором соответствующих значений масштабных коэффициентов b и a блоков масштабов соответственно 13 и 14.

Величины масштабных коэффициентов b и a последних выбираются в зависимости от области применения предлагаемого устройства, а также в зависимости от требуемой (закладываемой при проектировании) точности, сложности, надежности. Выбор величин коэффициентов b и a предопределяется также и сложностью настройки предлагаемого устройства.

В рассмотренном выше общем варианте структуры предлагаемого устройства блок функционального преобразователя 12 "интервал времени регистрируемый параметр" формирует на своем выходе функциональную зависимость выходной величины во времени вида (24) и в одном из возможных вариантов исполнения реализуется, например, (блок 12 на фиг. 3) в виде функционального преобразователя "интервал времени цифровой код".

При этом соотношение величин коэффициентов b и a должно удовлетворять условию работоспособности предлагаемого устройства, а именно во всех динамических диапазонах изменения исследуемых и управляющих сигналов должны соблюдаться условия: величина напряжения
U_макс> V₂= K₃·T-K₄·a· V_s·dt > 0 (38) и величина напряжения
0 < V₁= K₁·T+K₂·b· V_s·dt < U_макс (39) должны быть меньше максимально допустимых величин выходных напряжений U_макс соответствующих интеграторов предлагаемого устройства, и в то же время для повышения точности и расширения динамических диапазонов изменения исследуемых и управляющих сигналов возможные величины напряжений V₁ и V₂ должны быть как можно ближе к верхним порогам максимально допустимых напряжений соответствующих интеграторов предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство работоспособно с достижением положительных эффектов перед известным устройством и при частных вариантах его структурной схемы, обладающих меньшей сложностью и более высокой надежностью по отношению к вышерассмотренному общему варианту структурной схемы предлагаемого устройства.

1. Первый частный вариант структуры предлагаемого устройства обусловлен выбором величин масштабных коэффициентов блоков 13 и 14 масштабов согласно b 1, a 0, при обеспечении заранее известного условия (38), что реализуется выполнением блока 13 с коэффициентом передачи, равным единице (это можно реализовать, например, выполнением блока 13 в виде проводника, соединяющего его вход с выходом), и реализуется также выполнением блока 14 с коэффициентом передачи, равным нулю (это можно реализовать, например, разрывом входа блока 14 с его выходом).

В этом случае блок функционального преобразователя 12 "интервал времени регистрируемый параметр" предлагаемого устройства) формирует на своем выходе функциональную зависимость вида (частный вид общей зависимости (24) при b 1, a 0)
F(t)′= f_o· e 1 (40) и в одном из возможных вариантов исполнения реализуется, например, (блок 12) по фиг. 4 в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение", формирующего на своем выходе функциональную зависимость напряжения во времени вида
U(t)= Ue 1 (41)
2. Второй частный вариант структуры предлагаемого устройства обусловлен выбором величин масштабных коэффициентов блоков 13 и 14 масштабов согласно
a 1, b 0 при обеспечении заранее известного условия (39), что реализуется выполнением блока 14 с коэффициентом передачи, равным единице (это можно реализовать, например, выполнением блока 14 в виде проводника, соединяющего его вход с выходом), а также реализуется выполнением блока 13 с коэффициентом передачи, равным нулю (это можно реализовать, например, разрывом входа блока 13 с его выходом.

В этом случае блок функционального преобразователя 12 "интервал времени регистрируемый параметр" предлагаемого устройства формирует на своем выходе функциональную зависимость вида (частный вид общей зависимости (24) при a 1, b 0)
F(t)″ f_o· 1 e (42) и в одном из возможных вариантов исполнения реализуется, например, (блок 12) по фиг. 5 в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение", формирующего на своем выходе функциональную зависимость напряжения во времени вида
U(t)= U_оп.3· 1 e (43)
Ниже приводятся описания функциональных схем возможных вариантов выполнения блока 12 предлагаемого устройства по фиг. 3 5 и описание их работы.

По общему варианту выполнения блока 12 устройства в виде функционального преобразователя "интервал времени цифровой код", изображенного на фиг. 3, емкость счетчика 32 определяется отношением максимального времени воспроизведения формируемой блоком 12 функциональной зависимости к шагу квантования (к периоду колебаний генератора 33).

С момента t₅ на входе 1 счетчика 32 (входе 1 блока 12) действует напряжение нулевого уровня (см. фиг. 2 д), в результате чего с момента t₅ снимается сброс счетчика 32.

Генератор 33 работает (запускается) с момента t₅ в течение действия импульса высокого уровня на его входе, приходящего с входа 2 блока 12 (см. фиг. 2 и).

В виде последовательно изменяющегося цифрового кода (комбинаций логических единиц и нулей) на выходе ПЗУ раскрыта программа формирования на выходе блока 12 по фиг. 3 функциональной зависимости вида (24).

С момента t₅ счетчик 32 увеличивает выходные коды, начиная с нулевого, на единицу после каждого импульса, приходящего на второй вход счетчика с выхода генератора 33. В соответствии с каждым кодом, поступающим от счетчика на вход ПЗУ 31, последнее вырабатывает на своих выходах кодовые сигналы, поступающие на соответствующие входы выходного регистра 35.

В момент t₆ окончания импульса напряжения на входе 2 блока 12 (см. фиг. 2 и, момент t₆) и на входе дифференцирующей цепи 34, на выходе последней формируется импульс, соответствующий заднему фронту входного импульса.

С поступлением в момент t₆ импульса с выхода дифференцирующей цепи 34 на управляющий вход выходного регистра 35, в последний заносится цифровой код с выходов ПЗУ, который соответствует среднему значению исследуемого сигнала с нулевой погрешностью и остается с момента t₆неизменным на выходах регистра 35 и на выходах блока 12 устройства. Цифровое отображение среднего значения исследуемого сигнала высвечивается с момента t₆ на цифровых индикаторах, подключенных к выходу блока 12 по фиг. 3 его исполнения.

По общему варианту выполнения блока 12 устройства в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение", изображенного на фиг. 6, на выходе цифроаналогового преобразователя 52 и на выходе блока 12 с момента t₅ формируется функциональное напряжение вида:
U(t)_вых.= U_оп.1· (44) где U_оп1 величина напряжения источника 54 опорного напряжения (см. фиг. 6).

Работа блоков 48 50 функционального преобразователя "интервал времени напряжение" по фиг. 6 аналогична работе этих блоков в преобразователе 12 по фиг. 3.

В течение действия импульса напряжения по входу 2 блока 12, на выходе элементов И (51-1)-(51-n) присутствуют нулевые уровни напряжений.

Кодовые сигналы с выходов ПЗУ 48 проходят на входы ЦАП 52 с момента t₆ окончания импульса напряжения по входу 2 блока 12.

По первому частному варианту структуры блока 12 функциональный преобразователь 12 "интервал времени напряжение" по фиг. 4 работает следующим образом.

До момента времени t₅ под действием импульса высокого уровня напряжения по первому управляющему входу (см. фиг. 2 д) ключ 41 (см. фиг. 4) находится в состоянии, при котором его выход соединен с первым входом 1И ключа 41. При этом конденсатор 40 заряжен до величины напряжения U_оп1 источника 42 опорного напряжения.

С момента t₅ на первом входе блока 12 и первом управляющем входе ключа 41 уровень напряжения меняется с высокого на низкий (уровень логического нуля) (см. фиг. 2 д), а на второй вход блока 12 и на второй управляющий вход ключа 41 с этого же момента времени приходит импульс напряжения высокого уровня (см. фиг. 2 и), в результате чего ключ 41 переводится во второе рабочее состояние, при котором его выход связан с вторым информационным входом 2И ключа 41.

В результате этого напряжение на выходе операционного усилителя 36 изменяется с момента t₅ по закону
V= U_оп.2· e, (45) где G коэффициент усиления инвертирующего усилителя 37, в частном случае G 1;
U_оп2 величина напряжения источника опорного напряжения 42;
τ₆ R₃₉˙C₄₀, (46) где R₃₉ величина сопротивления резистора 39;
C₄₀ величина емкости конденсатора 40.

Так как источник 42 опорного напряжения подключен к инвертирующему входу сумматора 38, то на выходе последнего и на выходе блока 12 по фиг. 4 напряжение изменяется с момента t₅ по закону, определяемому выражением (41).

С момента t₆ окончания действия импульса на входе 2 блока 12 и на втором управляющем входе ключа 41 последний переводится в исходное состояние, при котором его выход не скоммутирован ни с одним из его информационных входов и на выходе функционального преобразователя 12 "интервал времени напряжение" и выходной шине 20 устройства напряжение остается с момента t₆ неизменным и равным среднему значению исследуемого сигнала за время усреднения T
U_ср.= U(t)= U_оп.2· e 1 (47)
По второму частному варианту структуры блока 12 функциональный преобразователь 12 "интервал времени напряжение" по фиг. 5 работает следующим образом.

До момента t₅ импульсов высокого уровня напряжения по первому входу блока 12 (см. фиг. 2 д) электронный ключ 45 замкнут, а электронный ключ 46 разомкнут нулевым уровнем напряжения по входу 2 блока 12 (см. фиг. 2 и). При этом конденсатор 43 разряжен, а источник 47 опорного напряжения отключен от времязадающей цепи.

С момента t₅ уровни напряжений на входах 1 и 2 блока 12 меняются на противоположные (см. фиг. 2, д, и). При этом ключ 45 размыкается, а ключ 46 замыкается, подключая источник 47 к времязадающей цепи, напряжение на конденсаторе 43 которой и на выходе блока 12 изменяется с момента t₅согласно выражению (43).

С момента t₆ окончания действия импульса напряжения на входе 2 блока 12 и на управляющем воде ключа 46, последний размыкается и на конденсаторе 43, на выходе блока 12 и на выходной шине 20 устройства напряжение с момента t₆ остается неизменным и равным среднему значению исследуемого сигнала за время усреднения T
U_ср.= U(t)= U1 e (48) где U_оп3 величина напряжения источника опорного напряжения 47;
τ₇ R₄₄˙C₄₃, (49) где R₄₄ величина сопротивления резистора 44;
C₄₃ величина емкости конденсатора 43.

По отношению к известному способу измеряющему средние значения исследуемых сигналов с определенной методической погрешностью, предлагаемый способ обладает более высокой точностью измерения средних значений исследуемых сигналов (обладает нулевой методической погрешностью измерения), обусловленной дополнительным введением в предлагаемый способ операций масштабирования входного исследуемого сигнала с соответствующими коэффициентами b и a, а также операции функционального (нелинейного) изменения во времени выходной величины, представленной, например, напряжением, функционально изменяющимся во времени, в отличие от известного способа, выходной цифровой код которого изменяется во времени линейно.

Также по отношению к известному способу предлагаемый способ обладает более широкими функциональными возможностями, выраженными в том, что предлагаемый способ позволяет получать информацию о средних значениях исследуемых сигналов как в коде, так и в аналоговой величине (т.е. представленную в виде напряжения) в отличие от известного способа, выходная информация которого о средних значениях сигналов может быть представлена только в коде, что ограничивает функциональные возможности известного способа, например, при реализации в аналоговых системах.

Также по отношению к известному способу предложенный способ обладает более широкими динамическими диапазонами изменения исследуемых и управляющих сигналов. Это достигается тем, что выбор соответствующих величин масштабных коэффициентов b и a в дополнительно введенных операциях масштабирования входного исследуемого сигнала позволяет в предложенном способе получать максимальные диапазоны изменения напряжений, пропорциональных интегралам суммы и разности опорного напряжения с напряжением, пропорциональным исследуемому с соответствующим масштабным коэффициентом. При этом напряжения, пропорциональные интегралам суммы и разности опорного напряжения с напряжением, пропорциональным исследуемому, достигают предельно возможных величин, не превышая их. В результате этого максимально расширяются динамические диапазоны изменения исследуемых и управляющих сигналов.

По отношению к известному устройству, измеряющему средние значения исследуемых сигналов с определенной методической погрешностью, предлагаемое устройство обладает более высокой точностью измерения средних значений исследуемых сигналов (обладает нулевой методической погрешностью измерения), обусловленной дополнительным введением в предлагаемое устройство блоков и функционального (т.е. нелинейного) преобразователя "интервал времени регистрируемый параметр", формирующего нелинейную функциональную зависимость выходного паpаметра во времени, в отличие от известного устройства, преобразователь "время цифровой код" которого является линейным, т.е. формирует линейную зависимость его выходного цифрового кода во времени.

Также по отношению к известному устройству предлагаемое устройство обладает более широкими функциональными возможностями, выраженными в том, что предлагаемое устройство позволяет получать информацию о средних значениях исследуемых сигналов как в цифровом, так и в аналоговом виде (т.е. представленную в виде напряжения) в отличие от известного устройства, на выходе которого информация о средних значениях исследуемых сигналов может быть представлена только в цифровом виде (в виде цифрового кода), что ограничивает функциональные возможности известного устройства, например, по использованию в аналоговых системах.

Также по отношению к известному устройству предлагаемое устройство обладает более широкими динамическими диапазонами изменения исследуемых и управляющих сигналов. Это достигается тем, что выбор соответствующих величин коэффициентов b и a блоков 13 и 14 масштабов позволяет предложенному устройству работать в максимальных диапазонах изменения выходных напряжений первого и второго интеграторов, при которых выходные напряжения V₁ и V₂ этих интеграторов достигают предельно возможных величин U_макс, не превышая их согласно выражениям (38) и (39).

Ниже приведен анализ методических погрешностей известного и предложенного технических решений для различных вариантов их использования.

Результаты анализа для известного технического решения приведены в табл. 1.

В первой строке этой таблицы приведены параметры, характеризующие известное техническое решение и аналитические выражения в терминах материалов заявки, позволяющие оценить его погрешность.

В строках 2 и 3 приведены рассчитанные значения минимальной погрешности γ_мин известного технического решения для двух значений диапазонов изменения среднего значения входной величины.

В диапазоне изменения входной величины
0 ≅ ≅ 0,3 (50) где v σ˙U_оп˙T, значение погрешности γ_мин 1,56% (51)
В диапазоне изменения входной величины
0 ≅ ≅ 0,6 (52) значение погрешности γ_мин 7,2%
В строках 4, 5, 6 табл. 1 приведены аналогичные характеристики γ₁ 8,63% и γ₂ 20,86% известного устройства при выполнении в нем условий для коэффициентов передачи блоков 13 и 14 таких же, как и в варианте предлагаемого технического решения, защищаемого в третьем пункте предлагаемой формулы изобретения.

В строках 7, 8, 9 табл. 1 приведены аналогичные характеристики ( γ₁= 6,692% и γ₂ 12,15%) для известного устройства при выполнении в нем условий для коэффициентов передачи блоков 13 и 14 таких же, как и в варианте предлагаемого технического решения, защищаемого во втором пункте предлагаемой формулы изобретения.

Таким образом, применение в известном устройстве условий, характеризующих предлагаемое техническое решение, не приводит к уменьшению погрешности формирования выходной величины.

С другой стороны, выполнение условий известного технического решения для предложенного, характеристики которого приведены в табл. 2, также не достигает поставленной цели, так как при одинаковых коэффициентах передачи блоков 13 и 14 для обоих предложенных вариантов исполнения блока 12 погрешность существенно увеличивается (см. строки 6, 7, 9 и 10 табл, 2).

Таким образом, указанная для предложенного технического решения взаимосвязь в исполнении блока 12 и установленных коэффициентов блока 13 и 14 обеспечивает достижение поставленной цели и обеспечивает нулевую методическую погрешность (см. строки 2, 3, 4 табл. 2, характеризующие предложенные техническое решение). Предложенное техническое решение имеет преимущество по точности измерения перед известным и в том случае, если коэффициенты блоков 13 и 14 выбраны не одинаковыми (см. строки 10 и 11, табл. 1).

На основании вышеизложенного следует, что использование совокупности входных инградиентов, а именно указанное изменение соотношения величин входных напряжений в операциях способа и в каналах суммирования и вычитания опорного и измеряемого напряжений с помощью вышеназванных коэффициентов b и a предлагаемого устройства совместно с наличием новой операции в способе, реализованной новым выходным блоком 12 в устройстве, дает эффект существенно больший, чем сумма отдельных эффектов.

Использование: измерительная техника, в частности предназначено для измерения средних значений сигналов в установках технической диагностики по спектральному составу шумов и вибраций режимов работы различных промышленных образцов, в медицине при измерении среднего давления крови в течение каждого сердечного цикла, определении среднего выдыхаемого объема CO₂ в каждом дыхательном цикле и т.д. Сущность изобретения: интеграторами 1 и 2 интегрируют сумму и разность опорного напряжения источника 3 с напряжением, пропорциональным измеряемому с соответствующими масштабными коэффициентами a и b, задаваемыми блоками 13 и 14 масштабов, затем большую из полученных величин изменяют до меньшей по экспоненциальному закону путем замыкания ключа 9 и 10, в течение времени этого изменения формируют функциональную величину по заранее заданному закону (F(t)), по значению которой в момент сравнения исходных величин определяют среднее значение измеряемого напряжения. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

1. Способ измерения среднего значения напряжения произвольной формы, заключающийся в том, что раздельно интегрируют сумму и разность опорного и измеряемого напряжений с нулевыми начальными условиями в течение конечного интервала времени, сравнивают результаты интегрирования, по результату сравнения определяют знак среднего значения измеряемого напряжения, большую из полученных в результате интегрирования величин напряжения уменьшают по экспоненциальному закону до меньшей, измеряют интервал времени от начала уменьшения большей величины напряжения до момента ее сравнения с меньшей, отличающийся тем, что, целью повышения точности измерения и расширения динамического диапазона, интегрированию подвергают сумму опорного напряжения с напряжением, пропорциональным измеряемому с одним коэффициентом масштабирования, и разность опорного напряжения с напряжением, пропорциональным измеряемому с другим или равным первому коэффициентом масштабирования, причем в течение интервала времени от начала экспоненциального уменьшения большей величины напряжения до момента ее сравнения с меньшей величиной напряжения формируют с нулевых начальных условий выходную функциональную величину, изменяющуюся во времени по наперед заданному закону

где f_о масштабный коэффициент представления среднего значения измеряемого напряжения;
t_н момент начала экопоненциального уменьшения большей величины напряжения к меньшей;
τ_г константа, причем τ_г=τ, где τ постоянная времени экспоненциального изменения напряжения от большей величины до меньшей;
a коэффициент масштабирования измеряемого напряжения при вычитании его из опорного напряжения,

b коэффициент масштабирования измеряемого напряжения при суммировании его с опорным напряжением

K₁ K₄ коэффициенты пропорциональности, используемые при выполнении операций интегрирования;
U_cp.min нижняя граница диапазона средних значений измеряемого напряжения;
U_cp.max верхняя граница диапазона средних значений измеряемого напряжения,
а среднее значение измеряемого напряжения определяют по значению выходной функциональной величины, представленной, например, в виде выходного функциональной изменяющегося во времени напряжения в момент сравнения уменьшаемой большей величины напряжения с меньшей, причем коэффициенты масштабирования измеряемого напряжения выбирают в соответствии с видом формируемой зависимости выходной функциональной величины. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа за счет упрощения процесса формирования выходной функциональной величины, коэффициенты масштабирования измеряемого напряжения выбирают равными a=0, b=1, а выходную функциональную величину формируют вида

где величина опорного напряжения. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что, с целью упрощения, коэффициенты масштабирования выбирают равными a=1, b=0, а выходную функциональную величину формируют вида

где величина опорного напряжения. 4. Устройство для измерения среднего значения напряжения произвольной формы, содержащее два интегратора, первые сигнальные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго электронных ключей, третий электронный ключ, выход которого соединен с вторыми сигнальными входами интеграторов, блок управления, первый выход которого соединен с управляющими входами интеграторов, второй выход с управляющими входами электронных ключей, источник опорного напряжения, выход которого соединен с входом третьего электронного ключа, входную шину, инвертор, выход которого соединен с входом второго электронного ключа, шину синхронизации и шину запуска, соединенные соответственно с первым и вторым входами блока управления, цифровой индикатор, компаратор, входы которого соединены соответственно с выходами интеграторов, а выход с третьим входом блока управления, два коммутирующих ключа, включенных между выходом и первым сигнальным входом соответствующего интегратора, управляющие входы которых соединены соответственно с третьим и четвертым выходами блока управления, регистратор знака, входы которого соединены с шестым и седьмым выходами блока управления, преобразователь время цифровой код, информационный и управляющий входы которого соединены с пятым и вторым выходами блока управления соответственно, а выходы с входами цифрового индикатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения и расширения динамического диапазона, в него введены два блока масштабирования и функциональный преобразователь интервал времени регистрируемый параметр, первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и пятым выходами блока управления, а выход с выходной шиной устройства, входы первого и второго блоков масштабирования соединены с входной шиной устройства, а выходы соответственно с входами первого электронного ключа и инвертора. 5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что функциональный преобразователь интервал времени регистрируемый параметр выполнен в виде функционального преобразователя интервал времени цифровой код и содержит генератор импульсов, постоянный запоминающий блок, выходной регистр, дифференцирующую цепь и счетчик, информационный вход которого соединен с первым входом функционального преобразователя, вторым входом которого является вход дифференцирующей цепи, соединенный также с входом генератора импульсов, выход которого соединен с управляющим входом счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами постоянного запоминающего блока, выходы которого соединены с соответствующими входами выходного регистра, управляющий вход которого соединен с выходом дифференцирующей цепи, а выходы с соответствующими выходами функционального преобразователя. 6. Устройство по п.4, отличающееся тем, что функциональный преобразователь интервал времени регистрируемый параметр выполнен в виде функционального преобразователя интервал времени напряжение и содержит источник опорного напряжения, операционный усилитель, сумматор напряжений, аналоговый инвертор, резистор, конденсатор, трехпозиционный ключ, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно с первым и вторым входами функционального преобразователя, первый и второй информационные входы с выходами соответственно сумматора напряжений и аналогового инвертора, а выход через резистор с инвертирующим входом операционного усилителя и с первым выводом конденсатора, второй вывод которого соединен с выходом операционного усилителя, с входами аналогового инвертора и сумматора напряжений, выход которого соединен с выходом функционального преобразователя, а второй вход выполнен инверсным и соединен через источник опорного напряжения с шиной нулевого потенциала, которая также соединена с неинвертирующим входом операционного усилителя. 7. Устройство по п.4, отличающееся тем, что функциональный преобразователь интервал времени регистрируемый параметр выполнен в виде функционального преобразователя интервал времени напряжение и содержит источник опорного напряжения, конденсатор, резистор, первый и второй электронные ключи, управляющие входы которых соединены соответственно с первым и вторым входами функционального преобразователя, выход которого соединен с выходом первого электронного ключа, первым выводом конденсатора, второй вывод которого и вход первого электронного ключа соединены с шиной нулевого потенциала, первый вывод конденсатора соединен через резистор с выходом второго электронного ключа, информационный вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения.