Мультиплицированная система с аналоговым отображением измеряемых величин Советский патент 1986 года по МПК G01D7/10 

Изобретение относится к радиоиз- мерительной технике и может быть ис- пользовйно при контроле и настройке радиоэлектронной аппаратуры как в процессе ее производства, так и при эксплуатации, .

На фиг.1 представлена блок-схема .системы, на фиг. 2, 3 и 4 - временные диаграммы,

:: Мультиплицированная система с до- пусковым отображением измеряемых величин содержит нуль органов 1у-1. ,п преобразователей , триггеров , п устройств маркирования , схему 5 объединения, электрон но-лучевую трубку 6, генератор 7 линейно нарастающего напряжения, генератор 8 тактовый, причем первые входы нуль органов являются входами системы, а выходы подключены к первым входам соответствующих триггеров , выходы которых через устройства 4,-4 маркирования подключены ко входам схем 5 объединения, выход которой подключен к горизонтально-отклоняющей системе электронно-лучевой трубки 6, вертикально-отклоняющая система которой подключена к выходу.генератора 7 линейно-нарастающего напряжения, который также подключен ко вторым входам нуль-органов , а вход синхронизации которого подключен ко второму выходу . генератора 8 тактового, который также подключен ко входу синхронизации схемы 5 объединения и к третьим входам преобразователей , выходы которых подключены ко вторым входам триггеров 3;,-3j, а вторые -входы к первому выходу генератора 8 тактово- го, на первых входах преобразователей , заданы значения допусков Соответствующих измеряемых величин, таким образом они являются управляющими,

Индицирование значения измеряемых величин на аналоговом индикаторе не зависит от изменения измеряемых величин в пределах допуска, что довьшает точность |допусковой оценки комплекса измеряемых величин.

Устройство работает сл1едующим образом,

Сигналы от объекта исследования поступают на первые входы нуль-орга- нов сравниваются с линейно-нарастающим напряжением, поступа- кидим на вторые входы с выхода генера

0

5

0 5 0 5

5

0

тора 7. На выходах нуль-органов l.-lf, формируются имщ льсы, длительности которых пропорциональны измеряемьм напряжениям. Эти импульсы поступают на первые входы триггеров 3,-3, являющиеся D-входами, На вторые входы триггеров, являющиеся С-входами, подаются импульсы, период следования которых линейно соответствует величине допуска на соответствующую измеряемую величину. Преобразование величин допусков в значения периодов следования импульсов осуществляется на преобразователях . Так как генератор 7 и преобразователи 2 син- Х1 онизированы одним сигналом синхронизации со второго выхода генератора 8 тактового, то передний фронт интервалов с нуль-органов 1 совпадает с -передним фронтом первых импульсов на выходах преобразователей 2. В результате на выходах триггеров 3 формируются передние фронта допусковых временных интервалов. Каждый последующий импульс на С-входах триггеров 3. оставит без изменения состояние триггеров до тех пор, пока существует высокий логический уровень на D-входах триггеров 3, Окончание временного интервала на выходе нуль-органа 1 вызовет сброс триггера 3 передним фронтом импульса на С-входе, Максимальное расстояние от заднего фронта импульса на D-входе до заднего фронта на выходе триггера 3 равно периоду следования импульсов с выхода преобразователя 2, Таким образом, на выходе триггеров 3 формируются интервалы, длительности которых будут оставаться постоянньа при изменении интервалов на D-входах в пределах периода импульсов на С-входах, что будет соответствовать допусково- му представлению интервалов с выходов нуль-органов 1, согласно допускам, задаваемь1м частотой импульсов с выходов преобразователей 2 (фиг,2).

При всех допустимых значениях измеряемой величины интервал на выходе .триггера 3 будет соответствовать верхней границе допуска, при любых других будет отличаться на величину, к ратную допуску. Очевидно, что назна- . чение нижней границы зоны допуска накладывается условие кратности величине допуска. Для выполнения этого условия при Любых значениях нижней j границы необходима коррекция величины зоны допуска. При этом погрешнос от коррекции относительно исходного значения допуска будет равна П (А-В)/В, где А - скорректированное значение допуска, В - исходное значение допуска. Условие кратности запишется: , где К - коэффициен кратности, целое число, НГ - нижняя граница зоны допуска. При невыпол- ,нении условия кратности для исход- ного значения допуска будет спра- .ведливо соотношение: , где .Д - дробная часть коэффициента кратности исходному значению допуска, принимающая значения от О до 0,5.

Далее найдем А при известных НГ ,и В. Дня этого выделим К из условия кратности и подставим в выражение

. .НГ/А НГ/В1Д, .

откуда находим (НГ/В1Д), где Д - дробная часть отношения НГ/В.

Таким образом, для каждой измеряемой величины необходимо предварительно рассчитать скорректированное значение допуска. Для Оценки погрешности коррекции удобно рассмотреть график.погрешности как функции от аргумента НГ при фиксированном В. Аналитически эта зависимость будет иметь вид .

В-А ЗМНГ/К) В-(НГ/МОД(НГ/В)

в в в

где МОД - операция округления к ближайшему целому, числу.

График этой зависимости представлен на фиг.З. Огибаязщая графика в виде экспоненты соединяет точки, соответствующие ,5

1

2 МОД(НГ/В)

1/2К

,5

Пилообразная форма погрешности .соответствует периодическому характеру целочисленной кратности нижней границы к величине допуска. Ступенька на пиле объясняется округлением коэффициента кратности в сторону увеличения при переходе середины интервалов кратности.

По графику можно определить конкретное значение погрешности коррекции для конкретного значения НГ. Из графика видно, что можно искусственно уменьшить величину погрешности за счет смещения шкалы измерения. Реализуется это йодачей смещения фик0

5

сированной величины на входы нуль органов 1. Это приведет к расширению временных интервалов на их выходах на фиксированную величину, что, в 5 свою очередь, приведет к увеличению коэффициента кратности относительно периодов импульсов на выходах преобразователей 2. После допускового преобразования интервалов на триггерах

10 3 может быть осуществлена обратная

процедура, либо вычитанием из допус- . ковых интервалов фиксированных вре- менньц отрезков, либо смещением изображения на электронно-лучевой труб15 ке путем подачи общего напряжения смещения на отклоняющую систему электронно-лучевой трубки. I

В качестве примера рассмотрим практический случай допускового контроля напряжения, минимальное значение которого равно 1 В, а зона допуска от 0,85 до 1:15. Ширина зоны допуска в этом случае равна 0,3 В. Нижняя граница не кратна допуску и поэтому необходима коррекция величины зоны допуска. Значение А определим согласно выведенному вьш1е соотношению (НГ/В±Д),,283. Сравнивая с исходным значением допус0 ка ,3, определим погрешность от коррекции в данном случае: П(0,3- 0,283),06, что составляет 6%. Сдвинем шкалу на 9В. Тогда номинальному значению будет соответство5 вать величина 10 В, а зона допуска от 9,85 до 10,15. .В этом случае НГ также не кратна допуску. Скорректированное- значение допуска для этого случая определим: ,85/33 0,2985.

0 Сравнивая с исходным значением до- ,3, определим погрешность от коррекции

П(0,3-0,2985),0015, что составляет 0,15%.

Интервалы, сформированные на выходах триггеров 3 :,-3 , поступают на входы устройств 4-4, маркирования, на выходах которых формируются им0 пульсы, длительности которых определяются входными интервалами, а амплитуда - номерами каналов измерения. Следует отметить, что при описании устройства маркирования в прототипе

подчеркнуто значение только амплитудного параметра выходного сигнала уст-. ройства маркирования, однако временной параметр не искажается при маркировании, так как в нем заложена информация о измеряемой величине.

Маркированные импульсы поступают на входы схемы 5 объединения, т.е. мультиплексор - устройство, последовательно передающее без изменения 1зходные сигналы к одному выходу. Для синхронизации переключения мультиплексора используются импульсы синхронизации со второго выхода генератора 8 тактового, подаваемые на вход синхронизации схемы 5 объединения. График, иллюстрирукиций работу схемы 5 объединения,показан на фиг.4.

Последовательность маркированных импульсов, соответствукнцая измеренным величинам, поступает на вход горизонтально-отклоняющей системы электронно-лучевой трубки 6. Амплитуда маркированных импульсов определяет положение индикации результатов измерения на горизонтальной оси. Преобразование длительности импульсов в длину вертикальных отрезков, индицируемых на экране, осуществляется за счет подачи линейно-нарастающего напряжения с выхода генератора 7 на вертикально-отклоняющую систему электронно-лучевой трубки 6. Таким образом, на экране высвечивается п вертикальных отрезков, высоты которых в случае попадания измеряемых величин в допуск соответствуют верхним границам допусков измеряемых величин

BblX.Si СИ

Bbtx.2

Til 1111

7i

4j. u ..

r;::: t ,.

г1 ;i- V

о

а положение - номерам каналов измерения.

Следует отметить эффективность использования предлагаемого устройства при контроле и настройке аналоговых узлов радиоэлектронной аппаратуры, когда на первый план выступают требования наглядности, точности и оперативности процедур оценивания и 10 принятия решения.

5

0

5

0

Формула изобретения

Мультиплицированная система с аналоговым отображением измеряемых величин по авт.св. № 504924, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности допусковой оценки результатов измерений, в нее введены тактовый генератор, а в каждый из п каналов - последовательно соединенные частотно-импульсный преобразователь и триггер, причем первые и вторые входы всех преобразователей Объединены между собой и подключены к двум соответствующим выходам тактового генератора, первый выход которого соединен с входом синхронизации генератора линейно нарастающего напряжения, второй - с входом синхронизации схемы объединения, выход нуль-органа каждого канала соединен с входом устройства маркировки через триггер, а третьи входы преобразователей являются управляющими.

iiiiiniiiiiiiiii

Вых.1

Фиг. 2

НГ

Вых.ЧЛ

Редактор А.Долинич

Составитель Н.Ланьков

Техред Л. Олейник Корректор С. Юекмар

Заказ 4111/38 Тираж 705 . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фиг.З

фуе. 4

Изобретение относится к радиоизмерительной технике. В устройстве, индициров.ание значения измеряемых величин на аналоговом индикаторе не зависят от изменения измеряемых величин в пределах допуска, что по- BtionaeT точность допусковой оценки комплекса измеряемых величин. Устройство содержит нуль органы , преобразователи 2,,-2, триггеры 3- Зм, устройства 4;,-4 маркирования, схему 5 объединения, электронно-лучевую трубку 6, генератор 7 линейно нарастающего напряжения и генератор 8 тактовый. Введение новых элементов и образование новых связей между элементами устройства позволяет уменьшить величину погрешности за счет смещения шкалы измерения: подачей смещения фиксированной величины на входы нуль органов 1(1е,, что приводит к расширению временных интервалов на их входах на фиксированную величину, что приведет к увеличению коэффициента кратности относительно периодов импульсов на выходах преобразователей ,, и после допускового преобразования интервалов на триггерах 3 -3, осуществляется обратная процедура. Изобретение дополнительное к основному авт.свид. № 504924. 4 ил. i (Л ю 4 Ч О к