Способ определения интегрального значения изменяющегося во времени измерительного сигнала Советский патент 1989 года по МПК G06G7/186 

1453418

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах, в которых измерительньм сигнал интегрируется до заданного значения результата интегрирования.

Цель изобретения - повышение точности путем обеспечения инвариантности интегрального значения к аддитив- ю ным., мультипликативным погрешностям и погрешностям линейности и повышение быстродействия.

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализую- 15 щего предлагаемый способ определения. Устройство содержит источник 1 измерительного и опорных сигналов, измерительную систему 2, интегратор 3,

Q - V Vi 4oT.,.Mjx.

2)

Исходя из необходимого времени вы полнения уставки устанавливают через дополнительные входы в блоке 6 постоянных множителей значения постоянных множителей q,-q, которые в процессе работы передаются в управляющее вычислительное устройство 7 и в умножитель 4. С учетом перечисленных исходных данных определяют необходимые значения опорных сигналов X оп,п и соответствующих им опорных

ОП.1

-т

ОП.П

Заум„ож„.ел 4, кл, 5. .лок 6 „„с™;;. 20 Го с/г,™ГГг„

НЬГХ МНП-игы-готтотЧ ,тт,,,„„„ , млл 4t;i О

ных множителей, управляющее вычислительное устройство 7, преобразователь 8 код - временной интервал, нуль-орган 9. В качестве измеритсшьинтервалов времени Т

tJMb 1 - ип-п

тем в течение каждого опорного интервала времени осуществляют измерительное преобразование соответствующего этому опорному интервалу опорнос источника 1

- r.,- тельной системы 2. измерительный «-яГ .- ,::Zn:измерительного и опорных сигналов, управляемого управляющим вычислительным устройством 7, на вход измерительной системы 2, измерительный катипликативные погрешности и погрешности от нелинейности функции преобразования, последовательно поступают

опорные сигналы X -X

ОП.1

Каждый

множитель q- . Множители q,-q|, поступают на вход умножителя 4 в виде дво- ичньк кодов с выхода блока 6 посто - - ., . -и-А AJ J Ч J I V С С

могут быть любые- физические величины, а форма представления сигнала может быть разнообразной (аналоговой, импульсной или цифровой). В конкретном устройстве источником 1 измеритель- ЗО из опооных

:.--„ ZLS -::

регрузки (ускорение).в движущемся транспорте (автомобте) и либо земное

- ;

Образующая измерительный канал, включает в себя датчик ускорения, усилитель и частотно-импульсньй измерительный преобразователь (Ч1ШП) и является источником аддитивной и мультипликативной погрешности и погрешности линейности, описываемой полиномом т-й степени.

Сущность предлагаемого способа

ляющего вычислительного устройства 7.

Во время существования на выходе умножителя 4 каждого результата множения в течение опорного временного интервала Топ,; включается ключ 5 и выполняется прямое интегрирование выходного сигнала умножителя 4 с помощью интегратора 3. При этом

45 формирование управляющего сигнала ключа 5 вьтолняется с помощью измерительного преобразователя 8 код - временной интервал, на входы которого

j::rzL----ir l - -:

. управляющий вход с управляющего вычислительного устройства 7 подается соответствующий сигнал. В течение

состоит в том, что из предполагаемое статистических характеристик ожидаемого изменяющегося во времени изме l.J ос д;-1 вующее

.из уравнений (1), т.е. уравнению при

m 1

PQC. Т„,-М, X),

первого этапа последовательно после

Q - V Vi 4oT.,.Mjx.

2)

Исходя из необходимого времени выполнения уставки устанавливают через дополнительные входы в блоке 6 постоянных множителей значения постоянных множителей q,-q, которые в процессе работы передаются в управляющее вычислительное устройство 7 и в умножитель 4. С учетом перечисленных исходных данных определяют необходимые значения опорных сигналов X оп,п и соответствующих им опорных

ОП.1

-т

ОП.П

ЗаГо с/г,™ГГг„

, млл 4t;i О

интервалов времени Т

tJMb 1 - ип-п

тем в течение каждого опорного интервала времени осуществляют измерительное преобразование соответствующего этому опорному интервалу опорнос источника 1

тельной системы 2. измерительный «-я- - ,::Zn:измерительного и опорных сигналов, управляемого управляющим вычислительным устройством 7, на вход измерительной системы 2, измерительный ,::Zn:типликативные погрешности и погрешности от нелинейности функции преобразования, последовательно поступают

опорные сигналы X -X

ОП.1

Каждый

из опооных

множитель q- . Множители q,-q|, поступают на вход умножителя 4 в виде дво- ичньк кодов с выхода блока 6 посто

;

числительного устройства 7 подается соответствующий сигнал. В течение

первого этапа последовательно после

преобразования опорных сигналов X

Ввиду того, что процесс уставки результата интегрирования выполняется несколькими опорными сигналами в течение соответствующих им опорных интервалов времени, а значения опорных сигналов и интервалов времени определяются через предварительно найденные приближенные значения статис- (2) (суммирование вьтолняется в самом ю тических характеристик измерительноОП,|

в измерительном канале измерительной системы 2, умножения в умножителе 4 их значений на соответствующие множители q; и прямого интегрирования с помощью интегратора 3 осуществляют суммирование результатов интегрирования в соответствии с уравнением

интеграторе 3). Полученный результат «

го сигнала - начальные моменты, связанные между собой системой уравнений (1), реализующих системньй метод исследования на базе обобщенных критериев точности, в способе измерения интегрального значения изменяющегося во времени измерительного сигнала обеспечивается инвариантность результата интегрирования к аддитивным, мультипликативным и от нелинейности функции преобразования в измерительном канале погрешностям, что позволяет резко повысить точность определения интегрального значения измерительного сигнала.

21Ч;Т„

X

ОПо

представ

ляет собой уставку. Значение этой уставки запоминается в самом интеграторе 3. На этом заканчивается первый этап работы устройства.

Необходимым условием для обеспечения инвариантности к аддитивным, мультипликативным погрешностям и погрешности линейности является соблюдение следующего соотношения:

on,i Х ОГ.,, 4.

Если оно по каким-либо причинам невыпол шмо, то при п 2 можно обеспечить инвариантность к аддитивным и мультипликативным погрешностям, для чего уставка задается прямым интегрированием одного опорного сигнала и инверсным 2. второго„ При этом

on.i или Х, i i п.

Во время второго этапа с источника 1 измерительного и опорных сигналов на вход измерительной системы 2 поступает изменяющийся во времени измерительный сигнал x(t). При этом с выходов управляющего вычислительного устройства 7 на управляющие входы ключа 5 и интегратора 3 поступают сигналы, которые соответственно замыкают ключ 5 и переводят интегратор 3 в режим инверсного интегрирования. Изменяющийся во времени измерительный сигнал, пройдя через измерительный канал измерительной системы 2, умножается в умножителе 4 на множитель q, поступающий с выхода блока 6 постоянных множителей, и интегрируется интегратором 3 до получения нулевого результата интегрирования. В момент получения нулевого результата интегрирования на выходе интегратора 3 получают сигнал, свидетельствующий о полном списании уставки результата интегрирования, т.е. о том, что результат интегрирования, изменяющегося во времени измерительного сигнала достиг значения, равного уставке.

0

5

0

5

5

го сигнала - начальные моменты, связанные между собой системой уравнений (1), реализующих системньй метод исследования на базе обобщенных критериев точности, в способе измерения интегрального значения изменяющегося во времени измерительного сигнала обеспечивается инвариантность результата интегрирования к аддитивным, мультипликативным и от нелинейности функции преобразования в измерительном канале погрешностям, что позволяет резко повысить точность определения интегрального значения измерительного сигнала.

Формула изобретения

Способ определения интегрального значения изменг(о.тегося во времени измерительного сигнала, основанный на поочередном прямом и инверсном интегрировании соответственно постоянного опорного и изменяющегося во времени измерительного сигналов и измерении интервала времени, в течение которого производится инверсное интегрирование, отличающийся тем, что, с целью повьшгения точности

Q путем обеспечения инвариантности интегрального значения к аддитивным, мультипликативным погрешностям и погрешностям линейности и позьтенкя быстродействия, задают опорные интервалы времени, в каждом опорном интервале времени производят измерительное преобразование соответствующего данному интервалу опорного сигнала, умножают преобразованный опорный сигнал на заданный множитель, интегрируют полученные значения и суммируют результаты интегрирования, затем осуществляют измерительное преобразование, умножение на постоянный множитель и

g инверсное интегрирование преобразованного измерительного сигнала до тех пор, пока общий результат интегрирования не станет равным нулю, причем значения постоянных опорных

5

0

Hmtt

Двпамштвлтив вхавы

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано в измерительных системах, в которых измерительный сигнал интегрируется до заданного значения результата интегрирования. Целью изобретения является повышение точности путем обеспечения инвариантности интегрального значения к аддитивным, мультипликативным погрешностям и погрешности линейности измерительного канала и повьшение быстродействия. Для этого последовательно и разновременно выполняют, измерительное преобразование и интегрирование нескольких (не менее двух) опорных сигналов в течение соответствующих опорных интервалов времени, причем значения опорных сигналов и опорных интервало:в времени определяются из системы уравнений, характеризуемой полученной авторами матрицей, в которой значения опорных сигналов и опорных интервалов времени связаны с измерительным интервалом времени, в течение которого происходит интегрирование измерительного сигнала, и начальными моментами измерительного сигнала. Об интегральном значении изменяющегося во времени измерительного сигнала судят по времени инверсного интегрирования. 1 ил. § (Л 4 сд