Способ цифрового интегрирующего измерения постоянного напряжения Советский патент 1975 года по МПК H03K13/20 G06J3/00 

Изобретение относится к цифровой электроизмерительной технике. Известен способ цифрового измерения постоянного напряжения, основанный на проме жуточном преобразовании напряжения в широтно-импульсно-модулированный сигнал, со стоит в формировании двух развертывйк щи напряжений ,)t« соответстенно в течение интервалов времени Т и Т ( где f - постоянная времязадающей цепи интегратора; V)(HVg- измеряемое и опорное напряжения, соответственно). Процесс преобразования описьтается системой равнений: u-,(.TM UaCT2) Тд--Тг Т : const (Uo-Ux))T:2 Т, Совместное решение уравнений дает Функцию преобразования вида (Т - Т ) T-i-2. , Точность измерения сигналов малых уров-0 ней по известному способу снижается при наличии в развертьшающем напряжении шумовой составляющей, при этом появляется быстрая нестабильность (быстрый дрейф) цифрового отсчета. Появление быстрой нестабильности обусловлено разбросом моментов равенства развертывающего и опорного напряжений, среднеквадратичное значение которого определяется дисперсией шумовой составляющей. Значение быстрой нестабильности может превысить погрешность квантования, величина которой определяется периодом следования импульсов образцовой частоты. Это обуславливает предельно допустимую погрешность квантования входного сигнала, т. е. предельную точность измерения. При этом суммирование большого количества значений измеряемых интервалов не уменьшает погрешности квантования, которая суммируется и результате остается равной пог; ..шности измерения одиночного интервал;. Цель изобретения - повышение точности измерения. Это достигается тем, что переключение влда развертьшающего напряжения производят в момент прихода первого импул са образцовой частоты после равенства раз вертывающего и опорного напряжений, перио следования импульсов образцовой частоты выбирают большим среднеквадратичного зна чения разброса моментов равенства развер- тываюшего и опорного напряжений и суммируют значения большого количества резуль татов одиночных преобразований. Предлагаемый способ иллюстрируется чертежом, где CL - выходное напряжение генератора образцовой частоты; б - выходное напряжение задатчика времени преобразования ШИМ-преобразователя; в - напряжение на выходе интегратора; г - выходное напряжение ШИМ-преобразователя. Измерения по данному способу проводят следующим образом: переключение вида развертывающего напряжения производят не в MONi HT равенства развертьтающего и опорн . напряжений, а в момент прихода пер- во; 1осле равенства импульса образцовой ч6CГiJTы (см. фиг. а, в). Сигнал после ШИМ-преобразования (см. фиг. а, г) содержит целое число периодов образцовой частоты. Условие соответствия результирующего сигнала измеряемому при ШИМ-преобразовании имеет вид: 5() О, а при суммировании результатов tL преобразований I ,ч . Z ) , где м rh - i n - среднее значение опорного напряжения за период преобразования Т. Так как . у является в пре;ь лагаемом способе квантованной величиной, то уравнение одного преобразования принимает вид J(A-Uoc,,T)«i bit где - разность значений Vy и VQ.J ; 3 -3Ujj- значение Uoppf. соотввтстБующвв шагу квантования (Т - перибд образцовой частоты). ° . При выполнении условия u4t 11о О значение ,T корректируется на величину ДВ что вызьшает изменение значения и знака Д . Далее процесс коррекции циклически повторяется и может быть описан следующим выражением: Л ТТ. Т ,rt, ТТ o)it tzkate5 После упрощения XnT-Uof/TfL-T2t)±TA3 ; |,Г,1-Т20 яТ и далее Таким образом, относительная погрешность квантования при суммировании значений И преобразований уменьшается в tl раз (абсолютная погрещность суммарного результата не превьщ1ает погрешности квантования одного преобразования). Предмет изобретения Способ цифрового интегрирующего измерения постоянного напряжения, основанный на промежуточном преобразовании во временной интервал с последующим преобразованием его в код путем заполнения импульсами образцовой частоты и формировании двух развертьшающих напряжений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения, переключение вида развертьшающего напряжения производит в момент прихода первого импульса образцо вой частоты после равенства развертывающего и опорного напряжений, период следования импульсов образцовой частоты выбирают больщим среднеквадратичного зна чения разброса моментов равенству развертывающего и опорного напряжений и суммируют значения большого количества результатов одиночных преобразсжанкй.

а