Способ допускового контроля амплитуды сигнала Советский патент 1990 года по МПК H03K5/24 G05B1/01 

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для обнаружения и предупреждения отклонения величины контролируемого сигнала от регламентированного значения.

Целью изобретения является повы- щение достоверности контроля при неоднородных условиях измерения за счет коррекции контролируемого сигнала.

На чертеже изображена блок-схема устройства, реализующего способ до- пускового контроля амплитуды сигнала.

Устройство содержит объект 1 контроля, измерительный преобразователь 2, чувствительный элемент 3, элемент 4 связи, первый управляемый ключ 5, первый запоминающий блок 6, второй управляемый ключ 7, блок 8 управления, третий управляемый ключ 9, второй запоминающий блок 10, третий управляемый ключ 11, первый делитель 12 напряжения, блок 13 рычитания, второй делитель 14 напряжения, первый и второй блоки 15 и 16 возведения в квадрат, первый блок 17 формирования значения коэффициента k, третий блок 18 возведения в квадрат, первый сумматор 19, третий делитель 20 напряже- ния, блок 21 задания коэффициента k-n, четвертый делитель 22 напряжения, источник 23 эталонного напряжения, втсрои сумматор 24, эталонный источник 25 для Формирования верхнего знамения опорного сигнала, элементы 26 и 27 сравнения, эталонный источник 28 для формирования нижнего значения опорного сигнала и элемент 29 совпадения, при этом объект 1 контроля выходом соединен с входом измеритепьног о (рдзователя 2, состоящего из пос надувательно соедиteass,

СП

О

1

№

ненных чувствительного элемента 3 и элемента k связи, выход которого через ключи 5 и 9 соединен с входом запоминающих блоков 6 и 10 соответственно, первый и второй выходы блока 8 управления соединены с управляющими входами ключей 5 и Э соответственно, третий выход - с управляющими входами ключей 7 и 11, а четвертый и пятый выходы - с управляющими входами запоминающих блоков 6 и 10, выходы которых через соответствующие ключи 7 и 11 соединены с входами первого и вто рого делителей 12 и Ul напряжения Iсоответственно и входами блока 13 вы- (Читания, выход которого соединен с первым входом третьего делителя 20 напряжения, второй вход которого соединен с выходом блока 21 задания коэффициента , выходы первого и второго делителей 12 и 1/4 напряжения через первый и второй блоки 15 и 16 возведения в квадрат соединены с первым и вторым входами блока 17 фор- мирования значений коэффициента k, выход которого соединен с ЁХОДОМ блока 21 задания коэффициента k n, третий вход блока 17 через третий блок 18 возведения в квадрат соединен с выходом четвертого делителя 22 напряжения, выход первого делителя 12 напряжения соединен с первым, а выход третьего делителя 20 напряжения - с вторым входами первого сумматора 19, выход которого соединен с первым входом второго сумматора 2k, второй вход последнего соединен с выходом четвертого делителя 22 напряжения, вход которого соединен с выходом источника 23 эталонного напряжения, выход второго сумматора 2k соединен с первыми входами элементов 26 и 27 сравне

с эталонными источниками 25 и 28 для формирования верхнего и нижнего значений опорного сигнала, выходы элег ментов 26 и 27 сравнения соединены с входами элемента 29 совпадения, выход которого является выходом устройства.

Способ допускового контроля амплитуды сигнала осуществляют следующим образом.

Сигнал на выходе измерительного преобразователя 2, который .характери зует состояние контролируемого объекта 1, искажен под действием помехи Un. При этом для конкретных условий

721 4

работы и состава измерительного преобразователя 2 известно отношение сигнал/шум Н на выходе измерительного преобразователя 2, равное:

о

где Р.

и

Н

РП 5

0

5

Р,/Рп - 1, (О

мощность сигнала U и помехи Un соответственно.

Формируют пероый U1 и второй U измерительные сигналы, равные первому и второму измеренным значениям амплитуды сигнала, в два этапа, На первом этапе по команде блока 8 управления ключ 5 замкнут, а ключи 9, 7 и 11 ра- зомкнутьи Значение измерительного сигнала U., запоминают в блоке 6. На втором этапе по команде блока 8 управления ключ 9 замкнут, а ключи 5| 7 и 11 разомкнуты. Значение измерительного сигнала U-j. запоминают в блоке 10. По команде блока 8 управления ключ 9 размыкается, ключи 7 и 11 замыкаются.

С помощью первого и второго делителей 12 и 14 напряжения сигналы ии и U4 ослабляют до величин U1/n и U-i/n соответственно, где п 1 + + 1/Н, с помощью блока 13 вычитания формируют разность сигналов J) которая служит третьим измерительным сигналом.

Источник 23 эталонного напряжения- формирует номинальное значение измерительного сигнала U0, равное математическому ожиданию сигнала U при отсутствии действия помех на измерительный преобразователь 2. С помощью четвертого делителя 22 напряжения ослабляют сигнал U0 до величины U0/m, где m + Н; U0/m - вспомогательный . , сигнал. Ослабленные сигналы , (Ja/n и U0/m поступают после возведения в квадрат в блоках 15, 16 и 18 в блок 17 формирования значения коэффициента k согласно зависимости

k 1 +

(У,,

(Hi Сп

)2

0

(Уо)2

m

i

(2)

55

В блоке 21 формируют коэффициент k-n. С помощью третьего делителя 20 напряжения формируют ослабленное в k-n раз значение разности сигналов U2 и U1 | иг- U,/k n, с помощью первого сумматора 19 - сигнал + + U/j- U yfe n, а с помощью второго сумматора 2ч - контролируемый сигнал

m

+ У1 + п

5

У21У.1 k n

где -- +

У

- первая составляющая

Благодаря внесению поправки .n для величины контролируемого сигнала Uc с учетом оптимально

иг- U контролируемого сигнала ;5 го Значения k достигается повышение

k n

вторая составляющая контролируемого сигнадостоверности контроляэ Формула

10

неоднородности или нестационарности условий измерений.

Контролируемый сигнал ис с помощью элементов 26 и 27 сравнения сравнивают с верхним U и нижним UH значения-)5 ми опорного сигнала, которые задают; эталонные источники 25 и 28, При этом, если , на выходе элемента 29 совпадения получают сигнал 1, если или , получают сиг-20 нал О. В результате обеспечивается бинарное соответствие: если контролируемый сигнал в допуске, то UBtrx 1S в противном случае U6tlx 0, где U 6мх- сигнал на выходе элемента 29 совпадения.

Оптимальные значения коэффициентов т 1+Нип 1+1/Н получены по критерию минимума среднекаадрати- 1 ческого отклонения измерительного сигнала от его истинного значения.

Оптимальное значение коэффициента k получено из условия

25

30

35

эуСу

Sol

о,

где о( 1/k;

- дисперсия измерительного сигнала с учетом1 поправки на его достоверность

U

+ У2ГУ1

k -n

(5)

У n

Обозначив k 1М, представим (5) форме

U 1(1 -хО U, + оШ2 (6)

Дифференцируя (6) по d и вая результат нулю, получим ное значение ef. ор-ь .1 1

-opt- k

opt

. DC№

1+ DOM

/U,,

ГДе ,} ()2 + (ib)2;

mn

вги7 (R-v + (У-V,

m

(3)

я

$6k7216

откуда и следует зависимость (2) .

Благодаря внесению поправки .n для величины контролируемого сигнала Uc с учетом оптимальногнала ;5 го Значения k достигается повышение

достоверности контроляэ Формула

изооретения

10

Способ допускового контроля амплитуды сигнала, включающий сравнение контролируемого сигнала с нижним и верхним значениями опорного сигнала, формирование первого измерительного сигнала U,, равного первому измеренному значению амплитуды сигнала, ослабление первого измерительного сигнала в n раз, формирование вспомогательного сигнала по величине меньше номинального значения U0 измерительного сигнала в m раз, формирование первой составляющей контролируемого сигнала путем суммирования ослабленного первого измерительного сигнала с вспомогательным сигналом, а коэффициенты ослабления 1/п и 1/га определяют из условия 1/п 4 1/т 1, величину т устанавливают как линейную функцию Н - отношения сигнал/шум согласно зависимости m 1 + Н, а

40

величину n - как нелинейную функцию Н согласно зависимости n m/H, о т- личающийся тем, что, с це- 35 лью повышения достоверности контроля при неоднородных условиях измерения, формируют второй измерительный сигнал, Ua, равный второму измеренному значению амплитуды сигнала, формируют разностный измерительный сигнал, равный разности значений второго и первого измерительных сигналов, формируют вторую составляющую контролируемого сигнала по величине меньше значения разностного измерительного сигнала в раз, Формируют контролируемый сигнал путем суммирования его первой и второй составляющих, причем величину коэффициента k уста45

50

навливают согласно зависимости

(Уо)2 ЛЬ

1 +

m

(

(У-V

m

#,,

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано для обнаружения и предупреждения отклонения величины контролируемого сигнала от регламентированного значения. Цель изобретения - повышение достоверности контроля при неоднородных условиях измерения. Формирование разностного измерительного сигнала между значениями второго и первого измерительного сигналов и формирование второй составляющей контролируемого сигнала по величине, меньшей разностного сигнала, обеспечивают возможность коррекции контролируемого сигнала, что уменьшает число неопределенных решений при контроле, а следовательно, уменьшается вероятность ошибок контроля. 1 ил.