Стробоскопическое измерительное устройство Советский патент 1982 года по МПК G01R13/02 

(54) СТРОБОСКОПИЧЕСКОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электроизмерительной технике .и может быть использовано приизмерении параметров и определении характеристик быстропротекающих процессов.

Наиболее близким к данному изобретению по технической сущности является стробоскопическое измерительТ}ое устройство, содержащее стробоскопический преобразователь, первый вход которого соединен с шиной измерительного сигнала и йходом генератора пилообразного напряжения, выход - с входом аналогового блока памяти, а второй вход - с выходом компаратора, первый вход которого подключен к выходу генератора пилообразного напряжения, и блок обработки, первый вход которого связан с кодовым выходом второго аналогоцифрового преобразователя, второй вход - с кодовым выходом цифро-аналогового преобразователя, третий вход - с выходом генератора пилообразного напряжения, а четвертый вход - с кодовым выходом первого аналого-цифрового преобразователя, , и:: мери тельный вход которого соединен яихолом аналогового блока памяти

:i -.

Недостатком этого устройства является низкая скорость измерений, обусловленная необходимостью задания постоянного шага дискретизации по времени.

Цель изобретения - повышение скорости измерения.

Эта цель достигается благодаря тому, что стробоскопическое измери10тельное устройство,содержащее стробоскопический преобразователь, первый вход которого соединен с шиной измеряемого сигнала и входом генератора пилообразного напряжения,

15 выход - с входом аналогового блока памяти, а второй вход - с выходом компаратора, первый вход которого подк.точен к выходу генератора пилообразного напряжения, и блок обра20ботки, первый вход которого связан с кодовым выхо,цом второго аналогоцифрового преобразователя, второй вход - с кодовым выходом цифро-аналогового преобразователя, третий

25 вход - с выходом генератора пилообразного напряжения, четвертый вход - с кодовым выходом первого аналого-цифрового преобраз.ователя, измерительный вход которого соединен

30 с выходом аналогового блока памяти. снабжено блоком формирования регули рующего напряжения, дифференциальны элементом, стробируе1«1м опорным ком паратором и делителем чисша сигнало первый вход которого подключен к первому выxcfдy блока обработки, выход - к входу запуска цифро-аналого вого преобразователя, а второй вход к входам запуска аналого-цифровых преобразователей и блока обработки выходу стробируемого опорного компа peiTopa, первый вход которого связан .с выходом компаратора. второй вход с шиной нулевого потенциала, а третий вход - с входом блока формирова ния регулирующего напряжения и выходом дифференциального элемента, первый вход которого соединен с выходом ансшогового блока памяти, а второй вход - с аналоговым выходом цифро-аналогового преобразователя, вход сброса которого подключен ко второму выходу блока обработки и входу сброса делителя числа сигналов, причем выход блока формирования регулирующего напряжения связан . со вторым входом компаратора и изме рительным входом второго аналогоцифрового преобразователя. На чертеже представлена структур ная электрическая схема устройства. Устройство состоит из шины 1 исследуемого сдагнала, стробоскопического преобразователя 2, аналогового блока 3 памяти, генератора 4 пилооб разного напряжения, компаратора 5, .блока б фо мирования регулирующего напряжения, да€фференциального элемента 7, этробируемого опорного ком паратора 8, первого аналого-цифрово го преобразователя (АЦП) 9, цифроаналогового 1ч еобразователя (ЦАП) 1 де штеля 11 числа сигналов, второго аналого-цифрового преобразователя (А1Щ.) 12 и блока 13 обработки. Блок 6 фс мирования регулирующег напряжения представляет собой интег ратор, однако закон регулирования, реё1лизуекый блоком 6, может быть и иным - лилейяым, нелинейным непрерывным или дискретным, в общем случае оптимальным с точки зрения любого требуемого критерия задачи измерения. Устройство .работает следующим об разом. Измеряемый сигнал поступает на вход стробоскопического преобразова теля 2 и вход запуска генератора 4 пилообразного напряжения. Считанное стробимпульсом формируемым в компа раторе 5, мгновенное значение измеряемого сигнала расширяется в преобразователе 2 и запоминается в аналоговом блоке 3 памяти. Запомнен ное напряжение алге браически сумми,руется в дифференциальном элементе с напряжением ЦЛП 10, который задает уровень отсчета (квантования). Шаг квантования может быть как равномерным, так и неравномерным. Разностный ситнал с выхода дифференциального элемента 7 поступает на вход интегратора, на выходе которого устанавливается напряжение, текущее значение которого пропорционально задержке по времени между считанным дискретным значением сигнала и дискретным значением этого сигнала на заданном уровне. В момент равенства этого напряжения и пило-образного .напряжения генератора 4 в компараторе 5 формируетсй стробимпульо, которым считывается дискретное значение измеряемого сигнала на уровне, задаваемом .ЦАП 10.. Считанное дискретное значение сигнала кодируется первым АЦП 9. Установившееся напряжение интегратора кодируется вторым АЦП 12. Стробируемый опорный компаратор 8 следит за выходным напряжением дифференциального элемента 7 и при достижении этим напряжением нулевого уровня после прихода сформированного в этот момент времени стробимпульса формирует сигнал, который запускает АЦП 9 и 12 и подготавливает блок 13 обработки к считыванию кода АЦП 9 и 12 и контролю кода ЦАП 10, эквивалентного заданному уровню отсчета дискретного значения измеряемого сигнала. Выходной сигнал стробируемого опорного компаратора 8 поступает на вход запуска ЦАП 10 через делитель 11 числа сигналов, благодаря чему запуск ЦАП 10и формирование очередной ступени уровня отсчета задерживается. Достигаемое при этом накопление данных в каждой точке стробирования обеспечивает повышение точности измерения при обработке. Коэффициент деления делителя 11 числа сигналов задается блоком 13 обработки. Блок 13 обработки выдает сигналы сброса делителя 11и ЦАП 10, а также может выдавать кодовые сигналы пеР-еключения ЦАП 10. Блок 13 обработки считывает коды АЦП 9 и 12 и ЦАП 10. По величине уровня напряжения интегратора и по параметрам пилообразного напряжения генератора 4 блок 13 обработки вычисляет время сдвига сформированного стробимпульса, т.е. шаг считывания измеряемого сигнала по времени. Шаг считывания по времени, благодаря адаптивному регулированию, неравномерен. Каждый шаг считывания, соответствующий заданному уровню отсчета, достигается за весьма короткое время, обусловленное законом регулирот вания. Этот закон выбирается оптимальным, для конкретного процесса в смысле минимизсщии времени формирования стробимпульса, соответствующего заданному уровню отсчета. По