Устройство для отображения формы регистрируемого процесса Советский патент 1982 года по МПК G01D7/00 

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть использовано для регистрации и отображения однократных и редко повторяквдихся процессов.

По основному авт. св. № 732668 известно устройство для отображения формы регистрируемого процесса, содержащее последовательно соединенные входной коммутатор, усилитель, аналого-цифровой преобразователь, коммутатор режимов, запоминающее устройство, преобразователь кодов, соединенный с горизонтальными шинами матричной индикаторной панели, вертикальные шины которого связаны с выходами распределителя, вход распределителя объединен с тактовым входом запоминающего устройства и выходом коммутатора частот, который имеет совместные, входы с коммутатором режимов, компаратор кодов, два входа и выход которого соединены соответственно с выходами аналого-цифрового преобразователя, запоминающего устройства и одним из входов коммутатора частот, цифро-аналоговый преобразователь, вход которого связан о шинрП тактовой частоты, а выходы соответственно со входами входного коммутатора и коммутатора режимов 1.

Недостатком данного устройства является большая относительная погрешность преобразования сигналов низкого уровня.

Цель изобретения - повышение точности преобразования сигналов низкого уровня.

10

Поставленная цель достигается тем, что в устройство введены нелинейный элемент и коммутатор каналов причем вход нелинейного элемента подключен к выходу входного коммутатора

15 и одному из входов коммутатора каналов, а выход - к другому входу коммутатора каналов, выход которого подключен ко входу усилителя.

На чертеже представлена структур20ная схема устройства.

Устройство содержит входной коммутатор 1, усилитель 2, аналого-цифровой преобразователь 3, коммутатор режимов 4, запоминающее устройство 5

25 преобразователь кодов 6, индикаторную панель 7, распределитель 8, коммутатор частот 9, цифро-аналоговый преобразователь 10, компаратор кодов 11, нелинейный элемент 12, ком30мутатор каналов 13, а также входные ШИНЫ Вход,г цап, € счит, f зал, Счит, Запись, Лин ., Нелин, Линейность. Устройство работает следующим образом. При подаче -управляющего сигнала по шине Лин выход комг.1утатора 1 э макается lepea коммутатор канала 13 на вход усилителя 2. Этот режим полностью аналогичен работе прототипа. Исследуемый сигнал со Входа по дается через входной коммутатор 1,к мутатор канала 13 и усилитель 2 на аналого-цифровой преобразователь (.АЦ 3. По команде Запись разрешается прохождение информации через коммут тор режимов 4 в запо1 1инающее устрой ство 5 (ЗУ) с тактовой частотой f прохождение которой через коммутато частот 9 разрешается командой Запись. При полном заполнении ЗУ устройство переходит по команде Линейность в режим автокалибровки. В эт случае на вход усилителя 2 с цифроаналогового преобразователя 10 чере входной коммутатор 1 и коммутатор к нала 13 поступает прецизионное линейно нарастающее напряжение. Пилообразное напряжение проходит тот .же процесс масштабно-временного пре образования, что и входной сигнал в режиме Запись. С выхода АЦП 3 цифровой код, соответствующий мгновенному значению пилообразного напряжения, поступает лишь на компара тор кодов 11. На вход запомингиощего устройства 5 с ЦАП 10 через соответствующий канал коммутатора режимов поступает код мгновенного значения амплитуды пилообразного напряжения. На второй вход компаратора кодов 11 поступает код первой записанной ординаты.При совпадении кодов что соответствует совпадению амплитуды пилообразного напряжения и мгновенной амплитуды входного сигнала в данной точке ко паратор кодов 11 формирует импульс который через соответствующий канал коммутатора частот 9, поступает на тактовый вход ЗУ 5. При этом в память по адресу калибруемой точки записывается код .с ЦАП 10, соответствующий мгновенному значению калиброванного пилообразного напряжения. По окончанию импульса из ЗУ 5 выводится код следующей ординаты и процесс калибровки повторяется. При полном переборе содержимого ЗУ 5 устройство переводится сигналом Счит., в режим отоб ражения исследованного сигнала. Команда Счит, разрешает замыкание в кольцо запоминающего устройство через KOMMjTaTop режимов 4 и о новременно подключает шину Счит. на выход KOMivtyTaTopa частот 9. С выхода ЗУ 5 коды ординат записанного сигнала с частотой fcn,г поступают на преобразователь кодов 6 для отображения на индикаторной панели 7. Устойчивость изображения на экранеобеспечивается связью последнего разряда распределителя 8 со входом установки начального адреса считывания запоминающего устройства 5. При организации процесса измерения и корректировки устраняются погрешности преобразования, обусловленные нелинейностями усилителя, аналого-цифрового преобразователя и дрейфом их параметров. В нелинейном режиме работы сигналом по шине Нелин открывается соответствующий канал коммутатора 13. В этом случае сигнал через входной коммутатор 1, нелинейный элемент 12, коммутатор канала 13 и усилитель 2 поступает на аналого-цифровой преобразователь 3. Нелинейный элемент искажает входной сигнал таким образом, чтобы на выходе при низком уровне входного сигнала скорость его изменения была бы больше, чем при более высоком уровне входного сигнала. При правильном подборе нелинейного элемента, можно добиться одинакового значения относительной погрешности измерения во всем динамическом диапазоне. В режиме Линейность . при нелинейном преобразовании необходимо обеспечить разрядность ЦАП такой, чтобы напряжение на выходе ЦАП, соответствующее 1 кванту, вызывало срабатывание первого младшего компаратора в А1ДП. В этом случае можно гарантировать правильную линеаризацию записанного сигнала. Введение нелинейного элемента и коммутатора канала позволяет повысить точность преобразования сигналов в области малого амплитудного значения и просматривать с большой точностью отдельные участки сигнала по всему динамическому диапазону. Формула изобретения Устройство для отображения формы регистрируемого процесса по авт.св. № 732668, отличающееся тем, что, с целью повышения точности преобразования сигналов низкого уровня, в него введены нелинейный элемент и коммутатор каналов, при этом вход нелинейного элемента и первый вход коммутатора каналов подключены к выходу входного коммутатора, второй вход коммутатора каналов соединен с выходом нелинейного элемента, а выход - с входом усилителя. Источники информации, принятые во внимание приэкспертизе 1. Авторское свидетельство СССР №732668,кл.а 01 D 7/00,1978 (прототип).

Линейность