Способ измерения средних значений нестационарных сигналов Советский патент 1984 года по МПК G01R19/00 

1 I I г

СПОСОБ ЮМЕРЕНИЯ СРЕДНИХ ЗНАЧЕНИЙ НЕСТАЦИОНАРНЫХ СИГНАЛОВ, основанный на интегрировании исследуемого сигнала с нулевыми начальными условиями в течение конечного интервала времени Ти, о т личающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, полученное в результате интегрирования напряжение сначала увеличивают в К раз (К 1), затем в течение интервала времени КТи уменьшают по закону, аппроксимирующему гиперболический, и по величине напряжения в конце данного интервала судят о среднем значении исследуемого сигнала. о - 00

фыв.Г Изобретение относится к электрическим иэмсрениям и может быть использовано, например, в установках технической диагностики (ТО спектральному составу шумов при осуществлении сокращения объема данных. Известен способ измерения средних значений нестационарных сигналов, предусматривающий фильтрацию исследуемого сигнала и фиксацию установившегося значения выделенного напряжения 1. Недостаток известного способа связан со значительной продолжительностью измерения, обусловленной большой постоянной времени переходного процесса при колебаниях от одного уровня исследуемого сигнала к другому Наиболее близким к изобретению является способ измерения средних значений нестационарных сигналов, заключающийся в интегри-f ровании исследуемого сигнала с нулевыми на чальными условиями в течение конечного интервала времени, формировании вспомогател ного напряжения, пропорционального интервалу интегрирования, н делении результата интегрирования на сформированное вспомогательное напряжение 2. Недостаток указанного способа проявляется в невысокой точности измерения, предопределенной сушественными погрешностями преобразования временного интервала в анало говую величину и деления одной аналоговой величины на другую. Цель изобретения - повьпыение точности измерения. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения средних значений нестационарных сигналов, основанному на интегрировании исследуемого сигнала с нулевыми начальными условиями в течение конечного интервала времени Ти, полученное в результате интегрирования напряжение сначала увеличивают в К раз (К 1), затем в течение интервала времени КТи уменьшают по закону, аппроксимируюш му гиперболический, и по величине напряжения в конце данного интервала судят о сред нем значении исследуемого сигнала. На фиг. 1 предствлена общая схема реализации предложенного способа; на фиг, 2 а-в временные диаграммы, отражающие сущность его составных операций при К 1. Входным узлом в схеме является интегра тор Г7фиг/1), выход которого через ключ 2 соединен со входом гиперболического преобразователя 3. Выходным узлом служит блок 1 2 4 выборки-хранения, сигнальный вход которого подключен к выходу преобразователя 3. Управляющие входы блоков 1-4 соединены с соответствующими выходами блока 5 управления. Исследуемый сигнал U (фнг. 2 а) поступает на сигнальный вход интегратора 1, в который предварительно вводятся нулевые начальные условия. Интегрирование снгнала Uj, с образованием сигнала UY производится в течение интервала времени Ти, формируемого блоком 5 управления, после чего на выходе интегратора 1 появляется напряжение и f) (фиг. 2 б). В момент t окончания интервала Ти по команде блока 5 управления в преобразователе 3 осуществляется увеличение напряжения U „ в К раз (на фиг. 2, б отображен частный случай при К 1). Кроме того, блок 5 управления начинает отсчет интервала времени КТи. Гиперболический преобразователь 3 аппроксимирует зависи- . И например, куunp- t сочно-линейной или экспоненциальной зависимостьюU; (.e-«.fu,dt, де АО, А;; , В - постоянные коэффициенты;п - число участков аппрюксиВ момент t окончания интервала КТи лок 5 управления дает команду на запомиание текущей величины в блоке 4 ыборки-хранения (фиг. 2 в). Эта величина с погрешностью аппроксимации характеризует среднее значение OC.CD исследуемого сигнала. U( .С целью исключения методической погрешности измерения начальный участок аппроксимирующей кривой, соответствующий бесконечно большим значениям гиперболы, при практической реализации данного способа, в частности при выборе момента отсчета результата измерения, не используется. Таким образом, отсутствие в предложенном способе операций преобразования временного интервала в аналоговую величину и деления одной аналоговой величины на другую со свойственными им сушественными погрешкостями преобразования обеспечивает повышенную точность измерения среднего значения исследуемого нестационарного сигнала.

фие2