Многоканальное измерительное электролокационное устройство Советский патент 1990 года по МПК G01V3/38 

Изобретение относится к системам сбора, обработки данных с датчиков электрических полей в проводящей среде и может быть использовано для , идентификации неизвестных объектов в проводящей среде по возмущению первичных электрических полей.

Целью изобретения является повышение точности измерения в каждом канале при упрощении процесса обработки выходной информации, На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит п каналов, каждый из которых содержит датчик 1 электрического поля с согласующим трансформатором и масштабный усилитель

2, выходы каналов подключены к входам аналогового коммутатора (АК) 3. Устройство содержит также устройство 4 выборки-хранения (УВХ), регулируемый усилитель (РУ) 5, аналоговый повторитель 6, первый ключ 7 и пиковый детектор 8 (ПД), цифроаналоговый преобразователь (I1AIT) 9, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 10, счетчик-делитель (СЧД) 11, генератор 12 тактовых импульсов (ГТИ), второй ключ 13, цифровой повторитель 14, второй инвертор 15, моновибратор 16, ключ 17 сброса, аналого-цифровой преобразователь (А11П) 18, третий ключ . 19, компаратор 20, источник 21 опорного напряжения (ИОН), элемент И 22, первый инвертор 23, ЭВМ 24.

СП 1

сл ю

оо

Устройство работает следующим образом.

Первоначально производят выравнивание усиления по каналам Первый ключ 7 и третий ключ 19 находятся в замкнутом состоянии, второй ключ 13 - в разомкнутом. Усиленный сигнал от датчика 1 поступает на коммутатор 3, к которому подключен первый канал, а затем на вход устройства 4 выборки- хранения, работающего в режиме выборки. Пиковый детектор 8 находится в состоянии О. При достижении сигна- лом максимального значения пиковый детектор 8 переходит в состояние 1, переводя тем самым устройство 4 выборки-хранения в режим хранения. В этот момент начинается счет в счетчике- делителе 11 и запись кода в ОЗУ 10. Пап 9 преобразует этот код в аналоговое напряжение, регулируя тем самым коэффициент усиления регулируемого усилителя 5 до тех пор, пока напряжение на. его выходе не станет равным напряжению источника 21 опорного напряжения, .После этого запись в ОЗУ 10 прекращается, и до конца цикла коммутации состояния схем не меняются. В начале следующего цикла опроса датчи- ков производится сброс пикового детектора с помощью ключа 17 сброса. Затем процесс повторяется для второго канала и т.д.

Далее осуществляется измерение амплитуд сигналов по каналам при внесе- нии в среду неоднородности. Для этого размыкают третий ключ 19,после чего усиление в каждом канале строго определяется цифровой информацией, записанной в ОЗУ 10. При достижении сигналом максимального значения начинается его оцифровка в АПП 18 и запись в память ЭВМ, Различие в амплитудах сигналов п каналам дает информацию о неоднород- ностях, вносимых в среду.,

Для измерения ф$з сигналов размыкают первый ключ 7 и третий ключ 19 и замыкают второй ключ 13. В этом случае частота коммутации каналов опре- , деляется ГТИ 12. Фазы сигналов определяют из соотношений и иДакс sin( + + Ц), где и И1СС- амплитуда сигналов, определенная ранее; t,- t1 + it K; tK - период коммутации; tt - момент времени измерения фазы в первом канале; of- частота сигналов; i - целое число.

0

5

п

Использование пикового детектора в совокупности со схемой обратной связи и устройством выборки-хранения позволяет повысить точность измерений амплитуды электрического поля в каждом измерительном канале, поскольку автоматическая нормализация сигналов, осуществляемая схемой, обеспечивает равное отношение сигнал/шум для каждого канала. Вместе с тем существенно упрощается обработка информации в ЭВМ, поскольку не требуется составлять алгоритмы восстановления исходных функций сигналов и определять по ним амплитуды и фазы. Формула изобретения

Многоканальное измерительное элект-1 ролокационное устройство, содержащее п измерительных каналов, включающих п датчиков электрического поля, подключенных к входам n-масштабных усилителей соответственно, а также аналого- цифровой преобразователь, выходы которого являются выходами для подключения ЭВМ, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения в каждом канале при упрощении процесса обработки выходной информации, дополнительно введены аналоговый коммутатор, устройство выборки-хранения, регулируемый усилитель, аналоговый повторитель, три ключа, пиковый детектор, цифроаналоговый преобразователь, оперативное запоминающее устройство, счетчик-делитель, генератор тактовых импульсов, цифровой повторитель, два инвертора, моновибратор, ключ сброса, компаратор, источник опорного напряжения, элемент И, выход каждого масштабного усилителя подключен к соответствующему информационному входу аналогового коммутатора, выход которого соединен с первым входом устройства выборки-хранения, выход которого соединен с первым входом регулируемого усилителя, выход которого через соединенные последовательно аналоговый повторитель и первый ключ подключены к первому входу пикового детектора, выход которого подключен через первый инвертор к второму входу устройства выборки-хранения, входу начала счета счетчика-делителя, первому входу аналого-цифрового преобразователя и первому входу элемента И, второй вход элемента И соединен с выходом компаратора, выход элемента И подключен к входу записи оперативного запоминающего

устройства, выходы которого соединены с цифроаналоговым преобразователем, подключенным к второму входу регулируемого усилителя, а информационные входы оперативного запоминающего устройства, к выходам счетчика-делителя, выход генератора тактовых импульсов подключен к тактовому входу счетчика делителя, к тактовому входу оперативного запоминающего устройства, через второй ключ к входу старшего разряда счетчика-делителя и к входу циф

рового повторителя, выход которого соединен с тактовым входом аналогового коммутатора и через соединенные последовательно второй инвертор, моновибратор, ключ сброса с вторым входом пикового детектора, причем выход регулируемого усилителя подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя и через третий ключ к первому входу компаратора, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения.

Изобретение относится к системам сбора, обработки данных с датчиков электрических полей в проводящей среде и может быть использовано для идентификации неизвестных объектов в проводящей среде по возмущению первичных электрических полей. Целью изобретения является повышение точности измерения в каждом канале при упрощении процесса обработки выходной информации. Устройство содержит N измерительных каналов с N датчиками электрического поля. Введенный дополнительно пиковый детектор управляет работой схемы выборки-хранения, началом счета счетчика-делителя и запуском преобразования аналого-цифорового преобразователя. Запись в оперативное запоминающее устройство, управляющее через цифроаналоговый преобразователь усилением регулируемого усилителя производится со счетчика-делителя от момента достижения сигналом максимального значения и до момента равенства величины сигнала в измерительном канале опорному напряжению. Устройство позволяет обеспечить равное отношение сигнал/шум для каждого канала. 1 ил.