Многоканальный измерительный преобразователь

Многоканальный измерительный преобразователь

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

МНОГОКАНйЛЬНЫЙ ИЭМЕРИТЕЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий основной коммутатор, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами измеритель,ного преобразователя, выход крторсЛго ; соединен с первыми входами эапо- / гминающего устройства и вычитакицего устройства соответственно, второй ВХОД вычитающего устройства соединён с ВЫХОДОМ запоминающего устройства , третий ВХОД - с первым ВЫХОДОМ блока управления, а выход с ВЫХОДНОЙ шиной, второй и третий ВЫХОДЫ блока управления соединены с вторым ВХОДОМ запоминающего устройства и третьим ВХОДОМ измеритель .ного преобразователя соответственно , л ВХОДНЫХ шин соединень с/К бходами Основного кокмутатора, М +1-й ВХОД которого соединен с четвертым ВЫХОДОМ блока управления, о т л ич а ю щ И- и с я тем, что, с целью повышения точности, в него введен дополнительный коммутатор, А1 входов (Л которого соединены с М, входами основного коммутатора, М+1-и вход С с пятым ВЫХОДОМ блока управления, а первый и звторой - с вторым и первым выходами основного коммутатора соответственно.

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

MSD Н 03 К 13/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛА1ф ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3475938/18-21 (.22) 23.07.82 (23) 13.04..82 (46)..07.02.84. Бюл . М 5 (72) В.И.. Диденко, В.П. Федотов и И.В. Мелихов (71) Московский, ордена Ленина и . ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53). 681.325(088.8) (56) 1. Патент США Р 3653037, кл. 340-347, 1972.

2. Шушков E.È. и др., Многоканальные аналого-цифровые преобразо.ватели. Л., ".Энергия", 1975, с. 72.

I (54 ) (57 ) МНОГОКАНАЛЬНЫИ ИЭМЕРИТЕЛЬНЫИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий . основной коммутатор, первый и вто« рой выходы которого соединены с первым:и вторым входами измерительного преобразователя, .выход -которого соединен с первыми входами эапоЛ0„„А минающего устройства и вычитающего устройства соответственно, второй вход вычитающего устройства соединен с выходом запоминающего уст" ройства, третий вход — с первым выходом блока управления, а выходс выходной шиной, второй и третий выходы блока управления соединены с вторым входом запоминающего устройства и третьим входом измеритель-. .ного преобразоватеЛя соответственно, М входных шин соединены с А входами основного коммутатора, 9 +1-й вход которого соединен с четвертым

Выходом блока управления, о т л и- ч а ю щ и. и с я тем, что, с целью : повышения точности, в него введен Е дополнительный коммутатор, М входов д которого соединены .с М входами . Ц ф основного коммутатора, М+1-й вход - у с пятым выходом блуа управления, а первый и второй выходы - с вто. рым и первым выходами .основного коммутатора соответственно.

1072259

Изобретение относится к электроиэмерительной технике и может быты использовано в устройствах ввода информации в ЭВИ с высокими требованиями к точности.

Известен многоканальный измерительный преобразователь, в котором для повышения точности используется автоматическая коррекция погрешностей (13.

Недостатком такого преобразовате- 10 ля является отсутствие корреляции погрешности от токов ключей коммутатора.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности .является 15 многоканальный измерительный преоб-. разователь, содержащий основной коммутатор, первый и второй выходы которого соединены с первым и вторым входами иэмеритеньного преобраэо- 20 вателя, выход которого соединен с первыми входами запоминающего устройства и вычитающего устройства соответственно, второй вход вычитающего устройства соединен с выходам запоминающего устройства, третий : вход — с первым выходом блока управления, а выход - с входной шиной, М входных шин соединены с М входами основного коммутатора, второй, . третий и пятый выходы блока управления соединены с вторым входом запоминающего устройства и третьим входом измерительного преобразователя и М +1-м входом основного ком- З мутатора.

На первом такте работы преобразо вателя по одному-из каналов подается образцовый сигнал, соответствующий нулевому значению входного сиг- 4О нала. Этот сигнал преобразуетая с помощью измерительного преобразователя и запоминающего устройства. На следующем такте коммутатор подключает канал с измеряемым сигналом.

Раздеть Преобразования измеряемого сигнала и результата преобразования в предыдущем такте выделяется вычитающим устройством и представляет собой скорреКтированный результат преобразовання. Таким образом исключается погрешность й„, обусловленная напряжением смещения измерительного преобразователя (23.

Недостатком известного преобразователя является низкая точность, ограниченная следующими основными источниками нескорректированных погрешностей: токами утечки разомкну-, тых ключей .коммутатора, сннфаэным сигналом (продольная помеха), высо- 60 кочастотными шумами измерительного преобразователя.

Для наибольщего значения погрешIiocTB от разомкнутых ключей комму,татора и справедливо соотношение 65 а2 уг R c (м1 -1 ) (1) где J — ток утечки одного закрытого канала; сумма сопротивлений источника сигнала и замкнутого ключау

М вЂ” число каналов.

Если используются коммутаторы с дифференциальными входами, имеющие по два ключа на каждый канал, то под J> понимается разность токов утечки разомкнутых ключей в каждом иэ каналов (различие сопротивлений источников сигнала по каждому иэ входов данного канала исключают).

Для погрешности d® от синфаэного входного напряжения U а„ имеется соотношение ()с

Ф вх

"oc. сФ где Кос cф - коэффициент ослабления синфазных входных нап-. ряжений измерительного преобразователя.

Погрешность от высокочастотных шумов д определяется выражением

Л = П,„ УХ, где Ош. - приведенное к входу напряжение высокочастотных шумов измерительного преобразователя. Уш принимается некоррелированным на первом и втором тактах рабогы преобразователя.

Цель изобретения — повышение точности многоканального измерительного преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в многоканальный измерительный преобразователь, содержащий основной коммутатор, первый и вто" рой выходы которога соединены с riepвым и вторым входами измерительного преобразователя, выход которого соединен с первыми входами запоьынающего устройства и вычитающего устройства соответственно, второй вход вычитающего устройства соединен с выходом запоминающего устройства, третий вход - с первым выходом блока управления, а выход - с выходной шиной, второй и третий выходы блока управленйя соединены с вторым..входом запоминающего устройства и третьим входом измерительного преобразователя соответствен но, At -входных шин соединены с At входами основного коммутатора, И+1-й,, вход которого соединен с четвертым выходом блока управления, введен дополнительный коммутатор,AI. входов которого соединены с М входайи ос" новного коммутатора, И+1-.й вход с пятым выходом блока управления, а первый и второй выходы -, с вторьм и первым. выходами основного коммутатора соответственно.

1072259!

Состав

Редактор A. Огар Техред

Заказ 144/51 . Тираж .8б2 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

На чертеже представлена функциональная схема многоканального измерительного преобразователя.

Многоканальный измерительный преобразователь содержит основной .коремутатор 1 с дифференциальными вхо- . дами, имеющий выходы 2 и 3, дополнительный коммутатор 4 с дифференциальными входами, имеющий выходы

5 и б, соединенные с выходами 3 и

2 соответственно, измерительный преобразователь 7 с дифференциальными входами, выход которого соединен с первыми входами. запоминающего устройства 8 и вычитающего устройства 9 с коэффициентом преобразования 0,5, и блок 10 управления, первый., второй, третий четвертый и пятый выходы которого соединены с третьим входом рычитающего устройства, вторьм входом запоминающего устройства, третьим входом измерительного преобразователя иМ +1 входами основного и дополнительно

ro коммутаторов соответственно, Ц источников сигнала подключены

-параллельно основному 1 и дополни-. тельному 4 коммутаторам с дифференциальными входами. Первый выход 2 основного коммутатора 1 с дифферен-.. циальными входами подключен к второму выходу 6 дополнительного коммутатора 4 с дифференциальными входами, а второй .выход 3 основного коммутатора 1 подключен к первому выходу 5 дополнительного .коммутатора 4 с дифференциальными входами. Вьжоды коммутаторов -с дифференциальными входами соединены с измерительным преобразователем 7 с дифференциальными входами.

Преобразователь работает следующим образом.

На первом такте преобразования сигнала любого канала включен основной.коммутатор 1 с дифференциальными входами, а дополнительный коммутатор 4 с дифференциальными входами отключен. Результат: У1 ïðåîáраэования Входного сигнала U запоХ минается устройством 8 в виде

У1 — 0Х + 4„+62+В 9+О а (3)

Поскольку число разомкнутых клю« чей по сравнению с прототипом удваивается, то а = т R (2m-1).

На втором такте преобразования сигнала по любому из каналов основ ной коммутатор 1 с дифференциальными входами отключается, дополнительный коммутатор 4 с дифференциаль.ными входами .подключает измеряемый сигнал на вход измерительного преобразователя 7 с дифференциальными входами. Поскольку выходы основного и дополнительного коммутаторов 1 и

4 соединены перекрестно, то поляр-, ность сигнала на входе измерительного преобразователя 7 с дифференциальными входами изменяется на противоположную. Для сигнала У2 на . выходе измерительного преобразователя 7 с дифференциальными входами во втором такте получаем (штрих означает принадлежность параметра второму такту)

-U д + +6 U ° (4 )

20 На выходе вычитающего устройства

9 во э ни к ает си гн ал У, пропорци он альный полуразности сигналов, опреде- . ляемых по формулам (3).,и (4). Если интервал времени между двумя такта25 ми сравнительно невелик, то

Й„â€” д„; и йд где фд„1-- разность токов утечки разомкнутых ключей подключенного кана ла, которая не превьыает значения

2Jyp. . При некоррелированных реэуль. татах преобразования шума разность преобразования случайных составляющих должна иметь значение U )2. В реэультате полуразность У .результатов преобразований на первом и втором тактах, являющаяся окончательным результатом преобразования в

40 подключенном канале, становится в худшем случае равной

1 ч=и„а, з„,+.— и, (s)

Использование дополнительного

45 коммутатора с дифференциальными входами в предлагаемом многоканальном. измерительном преобразователе приводит к тому, что при полном {как в прототипе) подавлении погрешности

50 от напряжения смещения измерительнЬго преобразователя д целиком .исключается также погрешность от синфазного входного напряжения дз погрешность от токов утечки умень55 шается в М -1 раэ, а погр нос ь от шумов - в У2 раз. итель.И. Романова

Т.Дубинчак . КорРектор M. Демчик