Устройство для автоматического измерения статистических характеристик случайных погрешностей цифровых приборов Советский патент 1980 года по МПК G01R35/00 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ИЗМЕРЕНИЯ СТАТИСТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК С.Л1УЧАЙНЫХ ПОГРЕШНОСТЕЙ ЦИФРОВЫХ ПРИБОРОВ

1

Изобретение относится к области автоматизированных информационйоизмерительных систем контроля цифровых приборов и может быть использовано, в частности, для определения функции плотности распределения вероятностей случайных погрешностей цифровых приборов с время-импульсным преобразованием при любых соо ношени-; ях между среднеквадратичным отклонением случайных погрешностей и шагом квантования,

РГзвестно устройство, позволяющее а-втоматически измерять стати ;тические характеристики случайных пограанойтей цифровых приборов, содержащее источник образцового регулируемого напряжения, выходом соединенный с входом исследуемого цифрового прибора, цифровое вычитаюшее устройство, выходом соединенное со схемой сравнения кодов, а входом через преобразователь кодов - с входом исследуемого цифрового прибора. Это устройство не позволяет измерять статистические характеристики случайных погрешностей цифровых приборов, имеющих среднеквадратическое отклонение случайных погремиостей меньше шага квантования II.

Известно также устройство для автсматйческогб измерения статистических хйрактери.стик случайных погрешностей цифровых приборов, содержащее исследуемый цифровой прибор, измерительный вход которого подключен к выходу источника.образцового сигнала, арифметическое устройство, выходом соединенное со входом клас10сификатора кодов, выход которого подклгрчён к входу блока регистрации, и блок управ лёния, пёрШй и второй выхода кот орого соёдинены соответственно с входом источника образцового сиг15нала и входом запуска исследуемого цифрового прибора 2,

Однако это устройство имеет низкую точность, обуслЪвленную смещением выходного сигнала исследуемого

2U цифрового прибора на границу перехода между 1соседни1 квантами и зависимость от шага Дискретности источника образцовых сигналов,

Цель изобретения - повыгаение точ25ности измерения статическлх xapakteристик случайных погрешностей цифровых приборов, .

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержсццее исследуе30«лй цифровой прибор, измеоительный

ёход которогоподключен к выходу йсточ:ника образдового сигнала, арифгуг тйческое усггройство, выходом соедийёниое с вжодом классификатора кодов, выход которого подключен к входу блока регистрации, и блок управлениг, первый.и второй выходы которого соединены соответстбенно с входсял источника образцового сигнала и входой запуска иccлeдyeIvIoгo цифрового прибора, дополнительно введены три счетчика/, генератор импульсов, дафёктор нуля, логический элемент И, KOivsviyTarbp кодов и два элемента задержки, причем разрешающий вход первого счетчика подключен к выходу яогического элемента и, разрешающие вхЬйы второго и третьего счетчиков объединены с входом первого элемен а- эайерйскя, nejEiBHM Входом логйческо р6 элемё нт а И и ст арт - ст оп ньм .выгсодбм: исследуемого цифророго.,прибора, KBантуйиим выходом подключенного к счётному ВХОДУ перво го счетчикй, ййход которого соединен с входом детектора нуля, выходе соединенного с йхбдом второго:элемента задержки, вторым йходЬм логического элемента И изапрещающим входом второго счетШка светлые входы .второго и треть ёт:0 сШтчийов. сбедийёны с выхбдом:;: гбнератЬра импул сов, сбрб.ей .свторШвыходом пёрво.го элемен та задержки, первый .выход которого. сдёййнен с nejJBHM; входом коммутатора кодёё, вторЕда,, и четвёртым {входами соэдиненного с Шйодам)й вторрго и третьего счетчиков и второго ©яемёнт.а задержки а выход коммутато ptf кодов срёдиней с первым входом дри ётйчебкбгр устройства, Второй вхЬд KoTujpioro подключен к. информационный входам nepBoiro счётчика и третьему выходу блока . управления.

Н$ Чертёжё приведена структу рная схема( Устройства, ; ... / л;. Устройство для автоматического , измёрёния статичёских характеристик случайных погрешностей цифровых приборов содержим источнйк 1 образцового сигнала , исследуемый цифровой прибор 2/, логический элемент И 3, .ге«вратор 4 импульсов, блок 5 управления, ; йервый счетчик б, детектор 7, :второ;й счётчик 8, третий счетчик 9, второй элемент 10 задержки, коммутатор И кодов, пер.вый элемент 12 задёржки(, арифметическое устройство 13 классц рйкатор 14 кодов и регистрирующее уСЕрОЙСТВО 15.

Устройство работает следующим, образом.

С первого выхода блока 5 управления на вход источника 1 образцового сигнала поступает, код m + z, соответствующий контролируемой точке диапазонаизмерения исследуемого цифрового прибора 2. На выходе ист.о 1ника образцового сигнала 1 после

737899

того формируется сигнал, который оответстЁует контролируемой точке и оступает на измерительный вход иследуемого прибора 2.

С третьего выхода блока 5 управения на информационный вход первого счетчика б и второй вход арифметического устройства 13 приходит код , соответствующий, например, числам 10, -100 и 1000,

По истечении времени, необходимого для установления образцового сигнала на входе исследуемого цифрового прибора 2, с второго блока 5 управления на вход запуска исследуемого цифового прибора 2 приходит импульс запуска.

Исследуемый цифровой прибор 2 производит измерение и формирует с , старт-стопного выхода сигнал, соот- ветствующий периоду измерения, который поступает на первый вход логичёсйого элемента И 3, вход первого элемента 12 задержки и разрешающие входы второго и третьего счетчиков 8 и 9. .

Логический элемент И 3 переключается, разрешая своим выходом поступение на счетН1Лй вхбд первого счетчика б импульсов квантования исследуемого цифрового прибора 2,

Первый счетчик б начинает работать на вычитание. В то же время на счетные входы второго и третьего счетчиов 8 и 9 начинают поступать импульсы с выхода генератора 4 импульсов, частота которого выше частоты квантователя исследуемого цифрового прибора 2.

После вычитания из первого счетика б m числа импульсов, на его выходе образуется код О , который фиксируется детектором 7 нуля. На выходе детектора нуля формируется сигнал, поступающий на вход второго Счетчика 8, второй вход логического элементу И 3 и вход второго элемента 10 задержки,

После этого прекращается работа второго счетчика 8, в котором записывается код к-числа импульсов, в . исходное состояние переключается ло- гаческий элемент ИЗ, запрещая своим выходом дальнейшую работу первого счетчика б. Этот же сигнал,поступая на вход элемента 10 задержки, задерживается на время, необходимое для установления второго счетчика 8, а затем поступает на четвертый вход коммутатора 1Г кодов разрешая трансляцию показаний кода второго счетчика 8 на первый вход арифметического устройства-13. В арифметическом устройстве 13 производится вычисление коэффициента а .

По окончании сигнала со стартстопного выхода работа третьего счетчика 9 прекращается и в нем фиксиуется код N, соответствующий периоду

измерения исследуемого цифрового прибора 2. .

После окончания работы третьего .счетчика 9с первого выхода элемента

12задержки на первый вход коммутйтора.11 кодов приходит сигнал, разрешающий поступление кода на первый вход арифметического устройства 13.

После поступления кода N.B арифметическое устройство 13 с второго выхода первого элемента 12 задержки приходит сигнал на шины сброса второго и третьего счетчиков 8 и 9,производя -ИХ сброс.

Таким образом, счетчики 6,8 и 9 окажутся в исходном состоянии. Одновременно в арифметическом устройстве

13производится вычисление результата измерения, равного Ь, , который по окончании вычисления поступает

в классификатор кодов 14.

Далее аналогично производятся п измерений в контролируемой точке диапазона измерения исследуемого цифрового прибора 2.

Полученные таким образом результаты измерений Ц , Ь,...,Ь„ регистрируются в классификаторе 14 кодов в порядке возрастания с соответствующей фиксацией вероятности Р(1:) их появления, после чего они поступают в регистрирующее устройство 15, в котором производится их документирование в виде ряда распределения или гистограммы функции плотности случайных погрешностей.

Устройство позволяет измерить функцию плотности распределения вероятности с любой точностью, которая будет зависеть от соотнесения величин размаха случайной составляющей и частоты генератора импульсов.

Формула изобретения

устройство для автоматического измерения статистических характеристик случайных погрешностей цифровых приборов, содержащее исследуелвлй цифровой прибор, измерительный вход которого подключен к выходу источника образцового сигнала, арифмётичес кое устройство, выходом соединенное

с входом классификатора кодов, выход которого подключен к входу блока регистрации, и блок управления, пер- вый и второй выхсзды которого соединв нисОбтвётстйёйно с входом источника образцового сигнала и входом загтуска исследуемого цифрового прибора, о т - л и ч а ю щ е е с я тем/ что, тз целью повышения точности измерения, дополнительно содержит три счетчика, генератор |и(шульсов детектор нуля, логический лемент И, коммутатор кодов и два элемента задержки, причем раз рйшеГющий вход первого счетчиkai подключен к выходу логического И, разрешакядие йходн 5второ

5 го и. третьего счетчиков объединены с входом nepBOlro; элемента .задержки, первым входом логического элемента И и старт-стопным выходом исследуемого цифрового прибора, квантующим

0 выходом подключенного к счётному. входу первого счетчика ззаход которого гр ёдинен с входом детектора Нуiли., исходомсоедйменного с входом второго элемента задержки, втсфым входом логического И и за5;Прещающим входом второго счетчика, счетные входа второго и третьего счётчиков соединены с выходом генеЬатора импульсов, их шины сброса - с; йтьрШШхойом neisBoro элемента

0 задержки, первый выход которого соединен с пё р:ийм входом коммутатора кодов, вторам, третьим и четвертым входами соединенного соотаетстйенно с выходами второго и треть его счетчи5ков и второго элемента задержки, а выход коммутатора кодой Соединен с первым входом-арифметического устройства, второй вход которого подключен к информационным входам первого

0 счетчика и третьему йыходу блока управления,

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

5

1. Авторское свидетельство СССР I 3990S9, кл. Н 03 К 13/02, 1973.

2, Авторское .свидетельство СССР 50 № 319065, кл. Н 13 К 13/02,1971 (прототип). . .