МНОГОКАНАЛЬНОЕ АКУСТИКО-ЭМИССИОННОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2020 года по МПК G01N29/14 

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может использоваться при прочностных испытаниях композиционных и металлических конструкций.

Известно многоканальное акустико-эмиссионное устройство для контроля изделий, состоящее из 1…n блоков, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя, предварительного усилителя, фильтра, пикового детектора, а также содержит цифроаналоговый преобразователь, компаратор, оперативное запоминающее устройство, шину компьютера, последовательно соединенные коммутатор каналов, основной усилитель, аналого-цифровой преобразователь, причем четыре входа коммутатора каналов соединены с выходами фильтров каналов. Кроме того, в устройстве выход аналого-цифрового преобразователя подключен к входу первого цифрового мультиплексора, управляющий вход которого соединен с первым выходом устройства управления, выходы первого цифрового мультиплексора подключены к двум оперативным запоминающим устройствам, выходы которых соединены с входами второго цифрового мультиплексора, а управляющие входы оперативных запоминающих устройств объединены и подключены ко второму выходу устройства управления, третий выход устройства управления подключен к управляющему входу второго цифрового мультиплексора, а в каждом канале выход пикового детектора соединен с неинвертирующим входом компаратора, а к инвертирующему входу компаратора каждого канала подключен выход цифроаналогового преобразователя, входы цифроаналоговых преобразователей объединены и соединены с первым выходом микропроцессора, выходы компараторов соединены с входами микропроцессора, шина ввода-вывода которого соединена с первой шиной ввода-вывода устройства управления, вторая шина ввода-вывода устройства управления объединена с выходной шиной второго мультиплексора и соединена с шиной компьютера (см. патент РФ №2300761, МПК G01N 29/04, опубл. 10.06.2007, Бюл. №16).

К числу недостатков данного устройства следует отнести низкое быстродействие при обработке сигналов, так как обработка осуществляется в центральном процессоре компьютера. За счет этого временные затраты по пересылке информации возрастают. Кроме того, в данном устройстве практически невозможно аппаратно определять основные параметры сигналов акустической эмиссии и осуществлять дальнейшую фильтрацию сигналов по этим параметрам.

Наиболее близким по технической сущности является диагностическая многоканальная акустико-эмиссионное система для контроля изделий, состоящая из 1…n модулей, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя и предварительного усилителя, а также фильтра верхних частот, программируемого основного усилителя, аналого-цифрового преобразователя, цифрового сигнального процессора, оперативного запоминающего устройства, шины PCI, центрального процессора компьютера, устройства управления модулем, генератора калибровочных импульсов, двух ключей, причем первый вход первого ключа соединен с выходом акустического преобразователя, а второй вход первого ключа соединен со вторым входом второго ключа и входом двухпозиционного ключа, первый вход второго ключа соединен с выходом предварительного усилителя, при этом первый выход первого двухпозиционного ключа соединен с параллельно соединенными узкополосным и широкополосными фильтрами, а вторые выходы двухпозиционных ключей измерительных каналов объединены и соединены с выходом генератора калибровочных импульсов, вход которого соединен с микроконтроллером системы. Входы узкополосного и широкополосного фильтров объединены и соединены с первым выходом первого двухпозиционного переключателя, второй выход которого соединен со входом генератора калибровочных импульсов, выход которого соединен с первым выходом микроконтроллера системы. Выход узкополосного фильтра соединен с первым входом второго двухпозиционного переключателя, а выход широкополосного фильтра соединен со вторым входом второго двухпозиционного переключателя, управляющий вход которого соединен со вторым выходом устройства управления модулем, выход второго двухпозиционного переключателя соединен с входом программируемого усилителя, выход которого соединен с входом детектора, входом аналого-цифрового преобразователя и неинвертирующим входом второго компаратора, инвертирующий вход которого соединен с управляющим входом третьего двухпозиционного переключателя. Выход детектора соединен с входом интегратора, выход которого соединен со вторым входом сумматора. Выход сумматора соединен со вторым входом третьего двухпозиционного переключателя, а его первый вход соединен с выходом первого цифроаналогового преобразователя, вход которого соединен с первым выходом устройства управления модуля, выход компаратора соединен с первым входом устройства управления модулем, выход аналого-цифрового преобразователя соединен цифровой шиной с входом цифрового фильтра, выход которого цифровой шиной соединен со вторым входом устройства управления модулем, который двунаправленной цифровой шиной соединен с цифровым сигнальным процессором, который двунаправленными цифровыми шинами соединен с оперативным запоминающим устройством и шиной PCI, соединенной с центральным процессором компьютера (Серьезное А.Н., Степанова Л.Н., Кабанов С.И. Диагностический модуль распределенной акустико-эмиссионной системы //Датчики и системы. - 2016. - №5 - С. 37-43), принятый за прототип.

Недостатком данного устройства является высокая сложность. Предварительный усилитель, выполненный на элементах А1, к 1.1, к 1.2, ограничивает динамический диапазон входных сигналов. Кроме того, отсутствует возможность перестраиваемой фильтрации в каждом канале. Генератор калибровочных сигналов подключен к акустическим преобразователям через длинный кабель, так как предварительные усилители и акустические преобразователи размещаются на объекте контроля, а генератор калибровочных сигналов расположен в устройстве. За счет этого искажается форма калибровочного сигнала, так в длинном кабеле имеются паразитные емкости и индуктивности, влияющие на коэффициенты передачи сигналов. Искажение калибровочного сигнала приводит к понижению точности определения скорости звука в объекте контроля, а это снижает достоверность проводимого акустико-эмиссионного контроля объектов.

При разработке многоканального акустико-эмиссионного устройства была поставлена задача расширения динамического диапазона, повышения точности калибровки, его помехозащищенности от шумов и помех за счет введения программно-перестраиваемых полос пропускания сигналов фильтров.

Поставленная задача решается за счет того, что многоканальное акустико-эмиссионное устройство, состоящее из n модулей, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя, двухпозиционного переключателя, а также фильтра нижних частот, программируемого усилителя с изменяемым коэффициентом усиления, аналого-цифрового преобразователя, оперативного запоминающего устройства, шины PCI, центрального процессора компьютера, цифрового сигнального процессора, цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом сумматора и первым входом двухпозиционного ключа, выход программируемого усилителя соединен с входом детектора, входом аналого-цифрового преобразователя и неинвертирующим входом компаратора, выход детектора соединен со входом интегратора, выход которого соединен со вторым входом сумматора, а его выход соединен со вторым входом двухпозиционного ключа, выход которого соединен с инвертирующим входом компаратора, выход которого соединен со вторым входом устройства управления, цифровой выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом цифрового фильтра, выход которого соединен с цифровой шиной устройства управления. Кроме того, оно снабжено подключенным ко входу измерительного канала программируемым предварительным усилителем, состоящим из программно-управляемого двухпозиционного переключателя, программно-управляемого фильтра нижних частот, программно-управляемого усилителя, буферного усилителя, компаратора, микроконтроллера, цифроаналогового преобразователя, источника опорного напряжения, переключателя частотного диапазона, причем, выход программно-управляемого двухпозиционного переключателя соединен с программно-управляемым фильтром нижних частот, выход которого соединен с программно-управляемым усилителем, выход которого подсоединен ко входу буферного усилителя, выход которого соединен со входом двухпозиционного переключателя модуля, а также - с первым входом микроконтроллера, с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход компаратора соединен со вторым входом микроконтроллера, первый выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя, второй выход - со входом генератора импульсов, третий выход - с управляющим входом двухпозиционного переключателя, четвертый выход - с управляющим входом фильтра нижних частот, второй выход двухпозиционного переключателя соединен с выходом генератора импульсов, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с управляющим входом программно-управляемого усилителя.

На чертеже представлена функциональная схема многоканального акустико-эмиссионного устройства.

Устройство состоит из следующих узлов:

1 - модуль;

2 - акустический преобразователь;

3 - программируемый предварительный усилитель;

4 - программно-управляемый двухпозиционный переключатель;

5 - программно-управляемый фильтр нижних частот;

6 - генератор импульсов;

7 - программно-управляемый усилитель;

8 - буферный усилитель;

9 - компаратор;

10 - микроконтроллер;

11 - источник опорного напряжения;

12 - цифроаналоговый преобразователь;

13 - двухпозиционный переключатель;

14 - устройство управления предварительным усилителем;

15 - устройство управления блоком;

16 - аналоговые полосовые фильтры;

17 - переключатель частотного диапазона;

18 - усилитель с изменяемым коэффициентом усиления;

19 - детектор аналогового сигнала;

20 - аналого-цифровой преобразователь;

21 - компаратор;

22 - двухпозиционный переключатель;

23 - интегратор;

24 - сумматор;

25 - цифроаналоговый преобразователь;

26 - цифровой фильтр;

27 - цифровой сигнальный процессор;

28 - оперативное запоминающее устройство;

29 - шина PCI;

30 - центральный процессор компьютера.

Практическая реализация предлагаемого устройства выполняется по известным схемам с использованием следующих компонентов:

1. Переключатели 4 питания и режима предварительного усилителя собраны на реле РЭС79

2. Аналоговые полосовые фильтры 16 реализованы по схеме активного фильтра Салена-Ки.

3. Аналоговые компараторы 9, 21 собраны на микросхемах LM311.

4. Фильтр нижних частот 5 реализован по схеме активного фильтра Салена-Ки.

5. Цифровой сигнальный процессор 27 выполнен на микросхеме фирмы «Analog Devices» ADSP-BF537.

6. Цифроаналоговый преобразователь 25 собран на микросхеме фирмы «Analog Devices» AD5450.

7. Устройство управления блоком 15 выполнено на программируемых логических интегральных схемах ПЛИС фирмы «Altera» EP3C16F256C8.

8. Аналого-цифровой преобразователь 20 выполнен на микросхеме AD9649 фирмы «Analog Devices».

9. Оперативное запоминающее устройство 28 реализовано на интегральных схемах ПЛИС фирмы «Altera» EP3C16F256C8.

10. Генератор импульсов имитатора 6 собран по схеме, приведенной в книге (А.Н. Серьезное, Л.Н. Степанова и др. - / под редакцией Л.Н. Степановой, В.В. Муравьева. - Диагностика объектов транспорта методом акустической эмиссии - М.: Машиностроение/ Машиностроение - Полет, 2004, с. 56, рис 3.6).

11. Программно-управляемый усилитель 7 собран на микросхеме AD603 фирмы «Analog Devices».

12. Цифроаналоговый преобразователь 12 собран на микросхемах фирмы «Analog Devices» LTC2640.

13. Микроконтроллер 10 собран на микросхеме ATMega 8535 фирмы «Atmel».

14. Источник опорного напряжения 11 реализован на микросхеме REF198.

15. Буферный усилитель 8 собран на микросхеме AD797 фирмы «Analog Devices».

Информация о микросхемах находится на официальных сайтах фирм Analog Devices, Motorolla, Altera, Texas Instruments (Motorolla - www.moto.com; фирмы ALTERA - www.altera.com; фирмы Analog Devices - www.ad.com, фирмы Texas Instruments - www.ti.com).

Многоканальное акустико-эмиссионное устройство, состоит из n четырех-канальных модулей, каждый измерительный канал содержит акустический преобразователь 2, программируемый предварительный усилитель 3, состоящий из программно-управляемого двухпозиционного переключателя 4, первый выход которого соединен с программно-управляемым фильтром нижних частот 5, генератора импульсов 6, программно-управляемого усилителя 7, буферного усилителя 8, выход которого соединен с инвертирующим входом компаратора 9, первым входом микроконтроллера 10, второй вход которого соединен с выходом компаратора 9, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения 11, первый выход микроконтроллера 10 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 12, второй выход - с входом генератора импульсов 6, третий выход - с программно-управляемым входом двухпозиционного переключателя 4, четвертый выход - с программно-управляемым входом фильтра нижних частот 5, а выход цифроаналогового преобразователя 12 соединен с управляющим входом программно-управляемого усилителя 7. Инвертирующий вход компаратора 9 соединен с входом двухпозиционного переключателя 13, первый выход которого соединен с выходом устройства управления предварительным усилителем 14, вход которого соединен с первым выходом устройства управления модулем 15. Второй выход двухпозиционного переключателя 13 соединен с включенными в параллель двумя полосовыми фильтрами 16, выходы которых соединены с двумя входами двухпозиционного переключателя 17 частотного диапазона, выход которого соединен с входом усилителя с изменяемым коэффициентом усиления 18, выход которого соединен с входом детектора 19, входом аналого-цифрового преобразователя 20 и неинвертирующим входом компаратора 21, инвертирующий вход которого соединен с управляющим входом двухпозиционного переключателя 22, а выход детектора 19 соединен с входом интегратора 23, выход которого соединен со вторым входом сумматора 24, выход которого соединен со вторым входом двухпозиционного переключателя 22, а его первый вход соединен с выходом цифроаналогового преобразователя 25, вход которого соединен с первым выходом устройства управления модулем 15, выход компаратора 21 соединен с первым входом устройства управления модулем 15, выход аналого-цифрового преобразователя 20 соединен цифровой шиной с входом цифрового фильтра 26, выход которого цифровой шиной соединен со вторым входом устройства управления модулем 15, который двунаправленной цифровой шиной соединен с цифровым сигнальным процессором 27, который двунаправленными цифровыми шинами соединен с оперативным запоминающим устройством 28 и шиной PCI 29, соединенной с центральным процессором компьютера 30.

Модули подключаются к центральному процессору компьютера 30 с помощью сети Ethernet.

Описываемое устройство позволяет реализовать четыре режима работы:

- режим калибровки (режим имитатора).

- прием дискретных сигналов акустической эмиссии по превышению порогового уровня;

- режим приема сигналов в условиях непрерывных шумов;

- режим настройки предварительного усилителя.

Многоканальное акустико-эмиссионное устройство работает следующим образом.

При работе устройства в режиме калибровки один из акустических преобразователей пьезоантенны работает в режиме излучения, а остальные - в режиме приема. Команда включения режима калибровки подается центральным процессором компьютера 30 через шину PCI 29 в цифровой сигнальный процессор 27 и затем - в устройство управления модулем 15. Устройство управления 15 подает команду на устройство управления предварительным усилителем 14, которое подает команду включения режима калибровки на микроконтроллер 10, который подает команду управления на переключатель 4, обеспечивающий режим работы имитатора, а акустический преобразователь 2 при этом подключается к выходу генератора импульсов 6, который генерирует импульс калибровки, поступающий на вход акустического преобразователя 2, и переводит его в режим излучения акустического сигнала (режим обратного пьезоэффекта). Остальные акустические преобразователи 2, работающие в режиме приема, преобразуют принятый акустический сигнал в электрический. Устройство определяет разность времен прихода акустического сигнала от преобразователя 2, работающего в режиме излучения, до остальных датчиков пьезоантенны, работающих в режиме приема, а зная расстояния между акустическими преобразователями, определяется скорость распространения акустического сигнала. Поскольку все преобразования происходят в цифровом виде, то это позволяет повысить не только точность определения скорости звука в конструкции, но и точность локации сигналов акустической эмиссии. Затем устройство управления 15 подает команду переключения ключа 13 обратно в режим приема сигналов.

Перед началом работы в регистры цифроаналогового преобразователя 25 через устройство управления модулем 15 записываются значения кодов пороговых напряжений, превышающих значения шумов в каждом канале. Запись осуществляется путем подачи команды от центрального процессора компьютера 30 в цифровой сигнальный процессор 27. Затем в счетчик числа отсчетов, находящийся в оперативном запоминающем устройстве 28, записывается код, соответствующий времени записи оцифрованного сигнала (количеству записанных отсчетов аналого-цифрового преобразователя 20). После этого подается разрешение от цифрового сигнального процессора 27 в оперативное запоминающее устройство 28 на запись кодов результатов измерений аналого-цифрового преобразователя 20.

Акустический сигнал с объекта контроля преобразуется акустическим преобразователем 2 в электрический сигнал, поступающий на вход предварительного усилителя 3, где через переключатель режима имитатора 4 поступает на вход фильтра нижних частот 5. С выхода фильтра нижних частот 5 сигнал поступает на вход управляемого усилителя 7, затем через буферный усилитель 8 поступает на вход канала модуля 1. Затем сигнал через замкнутый переключатель 13 питания и режима предварительного усилителя 3, одновременно поступает на параллельно включенные полосовые фильтры 16, осуществляющие фильтрацию помех и шумов. С выхода полосового фильтра 16 через переключатель частотного диапазона 17 сигнал поступает на вход основного усилителя 18 с изменяемым коэффициентом усиления. В усилителе 18 сигнал усиливается до необходимого уровня и затем поступает на неинвертирующий вход компаратора 21. В то же время сигнал поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 20, где происходит дискретизация аналогового сигнала и преобразование его в цифровую форму. С выхода аналого-цифрового преобразователя 20 через цифровой фильтр 26 код измерения поступает на вход устройства управления 15 и затем через цифровой сигнальный процессор 27 - в оперативное запоминающее устройство 28, где он запоминается. На инвертирующий вход компаратора 21 через переключатель режима 22 «плавающего» порога селекции подается пороговый уровень напряжения, формируемый цифроаналоговым преобразователем 25 под управлением кода устройства управления модулем 15. При превышении сигналом порогового уровня на выходе компаратора 21 появляется сигнал высокого логического уровня, который поступает на вход устройства управления 15 и цифровой сигнальный процессор 27, а также - на управляющий вход оперативного запоминающего устройства 28, где запускается таймер времени отсечки (счетчик адреса), и по окончании этого времени запись кодов аналого-цифрового преобразователя 20 в оперативное запоминающее устройство 28 останавливается. После окончания времени отсечки цифровой сигнальный процессор 27 получает возможность считывать предварительно записанную в оперативном запоминающем устройстве 28 измерительную информацию. Для определения времени прихода акустических сигналов в цифровом сигнальном процессоре 27, по сигналу с выхода компаратора 21 фиксируется его время прихода в счетчике времени прихода. Для одновременности работы этих счетчиков в каждом канале используется общий задающий генератор в устройстве управления, и центральный процессор компьютера 30 через равные промежутки времени посылает в цифровые сигнальные процессоры 27 модулей сигнал синхронизации. Готовность к приему следующих сигналов определяет цифровой сигнальный процессор 27, непрерывно считывая значения выходного сигнала компаратора 21. Как только на выходе компаратора 21 появится сигнал низкого логического уровня заранее заданной определенной длительности, цифровой сигнальный процессор 27 выдаст в оперативное запоминающее устройство 28 сигнал, по которому разрешается запись, и устройство готово к приему следующего сигнала.

Работа устройства по приему дискретных сигналов в условиях непрерывных шумов работает аналогично режиму автокалибровки, но при этом все четыре измерительных канала работают в режиме приема акустических сигналов. В случае высокого уровня шумов ключом 22 включается схема «плавающего» порога селекции. При этом вместо фиксированного значения порогового напряжения на инвертирующие входы компараторов 21 поступает пороговое напряжение с добавлением интегрированного шумового сигнала.

Отличие от обычного режима приема сигналов заключается в работе схемы «плавающего» порога. При работе в режиме «плавающего» порога сигнал, состоящий из полезных дискретных составляющих и непрерывного шума поступает на вход детектора аналогового сигнала 19, и затем продетектированный сигнал поступает на вход интегратора 23, на выходе которого формируется напряжение, пропорциональное уровню непрерывного шумового сигнала. Сигнал с выхода интегратора 23 поступает на вход аналогового сумматора 24, на второй вход которого подается постоянное пороговое напряжение с выхода цифроаналогового преобразователя 25. Для реализации данного режима переключатель режима «плавающего» порога 22 переключает неинвертирующий вход компаратора 21 на выход сумматора 24. В результате происходит отслеживание уровня непрерывного шума с добавлением этого уровня к пороговому уровню срабатывания компаратора 21.

Работа устройства в режиме настройки программируемого предварительного усилителя происходит следующим образом. Команда включения режима подается центральным процессором компьютера 30 через шину PCI 29 в цифровой сигнальный процессор 27 и затем - в устройство управления 15. Устройство управления 15 подает команду переключения ключа 13 в режим настройки программируемого предварительного усилителя 3. При этом с предварительного усилителя 3 снимается рабочее напряжение питания U=(12-24) В и к нему подключается устройство управления предварительным усилителем 14, обеспечивая напряжение питания цифровой части предварительного усилителя, равное U=5 В. Напряжение с выхода устройства управления предварительным усилителем 14 через ключ 13 поступает на инвертирующий вход компаратора 9, на неинвертирующий вход которого поступает опорное напряжение с выхода источника опорного напряжения 11. При снижении напряжения с рабочего, равного (12-24) В, до цифрового, равного 5 В, компаратор 9 срабатывает, и на входе микроконтроллера 10 устанавливается высокий логический уровень, разрешающий его работу по приему управляющих команд от устройства управления программируемым предварительным усилителем 14. При этом от устройства управления предварительным усилителем 14 подается команда на микроконтроллер 10 об изменении коэффициента усиления программируемого предварительного усилителя 3. При этом в цифроаналоговый преобразователь 12 записывается код управления, по которому на его выходе выставляется напряжение, определяющее коэффициент усиления программно-управляемого усилителя 7. Затем устройство управления 15 подает команду переключения ключа 13 обратно в режим приема сигналов акустической эмиссии.

Цифровые сигнальные процессоры 27 каждого измерительного канала модуля кроме управления режимом работы, обрабатывают зарегистрированные сигналы акустической эмиссии с целью отнесения их к группе по виду источников сигналов. Для этого необходимо реализовать алгоритмы обработки сигналов с использованием методов распознавания образов и вейвлет-анализа (Степанова Л.Н., Рамазанов И.С., Чернова В.В. Вейвлет-анализ структуры сигналов акустической эмиссии при прочностных испытаниях образцов из углепластика // Контроль. Диагностика. - 2015. - №7 - С. 54-62).

В сравнении с прототипом, в предлагаемом устройстве в программируемом предварительном усилителе каждого измерительного канала имеется программно-управляемый фильтр нижних частот и программно-управляемый микро-контроллер. Это позволяет отстраиваться от помех и шумов на входе. Кроме того, за счет возможности изменения коэффициента усиления программируемого предварительного усилителя расширяется динамический диапазон устройства. За счет получения более точных результатов измерения скорости звука при калибровке повышается точность определения координат дефектов, а, следовательно, и достоверность результатов контроля.

Изобретение относится к неразрушающему контролю и может использоваться при прочностных испытаниях композиционных и металлических конструкций. Многоканальное акустико-эмиссионное устройство состоит из акустических преобразователей (2), подсоединенных к модулю из четырех измерительных каналов, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных двухпозиционного переключателя (13), полосовых фильтров (16), программируемого усилителя с изменяемым коэффициентом усиления (18), соединенного с детектором (19), входом компаратора (21) и аналого-цифровым преобразователем (20), соединенным с входами сумматора (24) и двухпозиционного переключателя (22) и цифровой шиной устройства управления (29), оперативного запоминающего устройства (28), центрального процессора компьютера (30), цифрового сигнального процессора (27), детектор соединен с интегратором (23), подключенным к входу сумматора (24), подсоединенного к двухпозиционному ключу (22), соединенного с компаратором (21), подсоединенным к устройству управления (15) и подсоединенного к входу каждого канала программированного предварительного усилителя (3), состоящего из программно-управляемых двухпозиционного переключателя (4) и фильтра нижних частот (5), программно-управляемого усилителя (7), буферного усилителя (8), компаратора (9), микроконтроллера (10), цифроаналогового преобразователя (12) и источника опорного напряжения (11). Изобретение обеспечивает расширение динамического диапазона обрабатываемых сигналов, повышение точности определения координат дефектов за счет повышения точности определения скорости звука при калибровке, и защищенность от помех и шумов. 1 ил.

Многоканальное акустико-эмиссионное устройство, состоящее из n модулей, каждый из которых содержит четыре измерительных канала, состоящих из последовательно соединенных акустического преобразователя, двухпозиционного переключателя, а также фильтра нижних частот, программируемого усилителя с изменяемым коэффициентом усиления, аналого-цифрового преобразователя, оперативного запоминающего устройства, шины PCI, центрального процессора компьютера, цифрового сигнального процессора, цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом сумматора и первым входом двухпозиционного ключа, выход программируемого усилителя соединен с входом детектора, входом аналого-цифрового преобразователя и неинвертирующим входом компаратора, выход детектора соединен с входом интегратора, выход которого соединен со вторым входом сумматора, а его выход соединен со вторым входом двухпозиционного ключа, выход которого соединен с инвертирующим входом компаратора, выход которого соединен со вторым входом устройства управления, цифровой выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом цифрового фильтра, выход которого соединен с цифровой шиной устройства управления, отличающееся тем, что оно снабжено подключенным ко входу измерительного канала программируемым предварительным усилителем, состоящим из программно-управляемого двухпозиционного переключателя, программно-управляемого фильтра нижних частот, программно-управляемого усилителя, буферного усилителя, компаратора, микроконтроллера, цифроаналогового преобразователя и источника опорного напряжения, при этом первый выход программно-управляемого двухпозиционного переключателя соединен с программно-управляемым фильтром нижних частот, выход которого соединен с программно-управляемым усилителем, выход которого подсоединен ко входу буферного усилителя, выход которого соединен со входом двухпозиционного переключателя модуля, а также - с первым входом микроконтроллера, с инвертирующим входом компаратора, неинвертирующий вход которого соединен с выходом источника опорного напряжения, а выход компаратора соединен со вторым входом микроконтроллера, первый выход которого соединен со входом цифроаналогового преобразователя, второй выход - со входом генератора импульсов, третий выход - с управляющим входом двухпозиционного переключателя, четвертый выход - с управляющим входом фильтра нижних частот, второй выход двухпозиционного переключателя соединен с выходом генератора импульсов, а выход цифроаналогового преобразователя соединен с управляющим входом программно-управляемого усилителя.