Устройство для бесконтактного измерения амплитуды импульсных сигналов Советский патент 1988 года по МПК G01R19/00 

Изобретение относится к нзмерипэль ной технике и может быть использопано для измерения импульсных токов с помощью электромагнитных преобразователей.

Цель изобретения - повышение достоверности измерений.

На чертеже представлена функцио- нальная схема устройства для бескон- тактного измерения амплитуды импульсных сигналов.

; Устройство для бесконтактного I измерения амплитуды импульсньк сигна- : лов содержит электромагнитный преоб- ; разователь 1, блок 2 предварительной обработки сигнала, электронньш интегратор, включаюпщй усилитель 3

постоянного тока, два электронных ключа 4 и 5, компаратор 6, источник 7

стабилизированного напряжения, диф; ференциатор 8, з лемент ЗИ-НЕ 9, кроме того электронный интегратор содержит входной резистор 10 и конденсатор 1 1 (С1) обратной связи, конденсатор 12 (С2) и резисторы 13 и 14. При этом первый вход компаратора 6 под:, ключей к выходу усилителя 3 постоян- него тока, второй - к источнику 7

: стабилизированного напряжения, первый

: вывод конденсатора 11(С1) соединен с первым выводом конденсатора 12(С2), второй вывод которого соединен с входом первого электронного ключа 4, а вход второго электронного ключа 5 соединен с выходом усилителя 3 постоянного тока, выход электромагнитного преобразователя 1 подключен через блок 2 предварительной обработки сигнала к резистору 10(R1) электронного интегратора, выход усилителя 3 постоянного тока.соединен с входом дифференциатора 8,выходы электронных ключей 4 и .5 объединены .и подклязчены к первьм выводам резисторов 13,, 14 (R2 и R3), вто рой вывод резистора 13 (R2) соединен с первым выводом конденсатора 11(С1), второй вывод резистора 14(R3) соединен с выходом усилителя 3 постоянного тока, первый вход элемента ЗИ-НЕ 9 подключен к выходу дифференциатора 8, второй вход является входом внешнего бланкирования, третий - подключен к выходу компаратора 6, а выход элемента ЗИ-НЕ подключен к управляющим входам электронных ключей 4 и 5,

Повышение достоверности измерений при смене диапазонов измерения осуществляется следующим образом.

Работа электронного интегратора описывается вьфажением

&ЫУ

- рп б.- dt,

где R С 1

RC

входное сопротивление интегратора (R1);

емкость конденсатора обратной связи электронного интегратора (С1);

чувствительность электронного интегратора. Из приведенного выражения видно, что изменение емкости конденсатора обратной связи электронного интегратора приводит к изменению чувствительности и, как следствие, к изменению предела измерений.

Для случая, когда измеряемая вели- ток I (t) изменяется по закочина - ну

де

-I(t) 1. е ,

-начальный ток-,

-времяi

-постоянная времени заряда конденсатора С1 ( Г RC), напряжение, вырабатываемое электромагнитным преобразователем, равно:

(t) М -4/Т и dt °

Uax(t)

где М - индуктивность электромагнитного преобразователя 1. Напряжение на выходе электронного интегратора, образованного входным резистором- 10 (R1), усилителем 3 постоянного тока конденсатором С .С1 + С2, имеет вид:

ьы J

bx-dt - -J-,(1 -е

В момент времени, когда напряжение на выходе электронного интегратора Uftbix достигает порога срабатывания компаратора 6, установленного с высокой точностью, выходной сигнал U| компаратора 6 поступает на третий , вход элемента ЗИ-НЕ 9. Если в этот же момент времени скорость изменения напряжения на. выходе электронного интегратора больше заданной, то на первый вход элемента ЗИ-НЕ 9 поступает сигнал дифференциатора 811,(, при этом снятие сигнала внешнего бланкирования с второго входа элемента ЗИ-НЕ 9 приводит к отключению конденсатора 11 (С2) и включению резистора 14(R3) последовательно с резистором 13(R2) и, следовательно, к изменению чувствительности электронного интегратора.

По сравнению с известными техническими решениями предлагаемое устройство позволяет повысить достоверность измерений импульсньсх сигналов при нестационарном во времени ном процессе благодаря исключению нарушения заданной функциональной зависимости между входным и выходным сигналами при смене диапазонов изме-г рения.

Формула изобретения

Устройство для бесконтактного измерения амплитуды импульсных сигналов содержащее электромагнитный преобразователь, электронный интегратор с конденсатором в цепи обратной связи и резистором, второй конденсатор, два электронных ключа, компаратор и источник стабилизированного напряжения, при этом первый вход компаратора подключен к входу электронного интегратора, второй - к источнику ста

0

5

0

5

0

бнлизированного напряжения, первый вывод первого конденсатора соединен с первым выводом второго конденсатора, второй вывод которого соединен с входом первого электронного ключа, а вход второго электронного ключа соединен с выходом электронного интегратора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью псвьшения достоверности измерений, в него введены блок предварительной обработки сигнала, дифференциатор, элемент ЗИ-НЕ и два резистора, при этом выход электромагнитного преобразователя подключен через блок предварительной обработки сигнала к электронному интегратору, выход которого соединен с входом дифференциатора, выходы электронных ключей объединены и подключены к первым выводам второго и третьего резисторов, второй вывод второго резистора соединен с первым выводом первого конденсатора, второй вывод третье го резистора соединен с выходом электронного интегратора, первый вход элемента ЗИ-НЕ подключен к выходу дифференциатора, второй вход является входом внешнего бланкирования, третий - подключен к выходу компаратора, а выход элемента ЗИ-НЕ подключен к управлякяцим входам электронных ключей.

Изобретение относится к измерительной технике и позволяет по высить достоверность измерений. Устройство содержит электромагнитный преобразователь 1, электронный интегратор, включающий усилитель 3 постоянного тока, электронные ключи 4 и 5, компаратор 6, источник 7. стабилизированного напряжения. Введение блока 2 предварительной обработки сигналов, дифференциатора 8, элемента ЗИ-НЕ и резисторов 13 и 14 исключает нарушения заданной функциональной зависимости- между входным и выходным сигналами при смене диапазонов измерения. 1 ил. (Л 00 О) о