Импульсный усредняющий вольтметр

Импульсный усредняющий вольтметр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

. ИМПУЛЬСНЫЙ УСРЕДНЯЮЩИЙ ВОЛЬТМЕТР, содержащий сумматор напряжения , дозирующий конденсатор, усилитель постоянного тока и накопительный конденсатор, в котором выход сумматора соединен с одной обкладкой дозирующего конденсатора, другая обкладка -которого соединена с входами первого и второго ключей, выход первого ключа подсоединен к общей шине, выход второго ключа соединен с инвертирующим входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, неинвертирующий вход усилителя постоянного тока подключен к общей шине,входы, управления первого и второго ключей подключены соответственно к первой и второй коммутирующим клеммам вольтметра , о т л и ч а ю Щ и и с я тем, что, с целью повьшения точности и упрощения вольтметра, один вход сумматора подключен к сигнальным клеммам вольтметра, второй вход сумматора соединен с выходом треть«Л его ключа, вход управления третьего ключа соединен с входом управления первого ключа, а вход третьего ключа связан с выходом усилителя пос ,тоянного тока и выходной клеммой.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(sl) G 01 R 19/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С

ОО

CO

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) -3622145/24-21 (22) 13.07.83 (46) 23.04.85. Бюл. Р 15 (72) П.П. Драбич, Л.Я. Иизюк и М.И. Цема (71) Физико-механический институт им. Г.В. Карпенко (53) 621. 317. 326(088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 911351, кл. G 01 R 19/04, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

11 1059520, кл.G 01 R 19/04, 1982. (54) (57) ИМПУЛЬСНЫЙ УСРЕДНЯКМЦИЙ

ВОЛЬТМЕТР, содержащий сумматор напряжения,дозирующий конденсатор, усилитель постоянного тока и накопительный конденсатор, в котором выход сумматора соединен с одной обкладкой дозирующего конденсатора, другая обкладка которого соединена с входами первого и второго ключей, выход

„„SU„„1151893 A первого ключа подсоединен к общей шине, выход второго ключа соединен с инвертирующим входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, неинвертирующий вход усилителя постоянного тока подключен к общей шине, входы управления первого и второго ключей подключены соответственно к первой и второй коммутирующим клеммам вольтметра, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и упрощения вольтметра, один вход сумматора подключен к сигнальным клеммам вольтметра, второй вход сумматора соединен с выходом третьего ключа, вход управления третьего ключа соединен с входом управления первого ключа, а вход третьего ключа связан с выходом усилителя постоянного тока и выходной клеммой.

1 1151

Изобретение относится к вычисли.тельной и измерительной технике, предназначено для измерения амплитуды случайных импульсных сигналов и может быть использовано в аппарату- 5 ре, предназначенной для электроразведки месторождений полезных ископаемых импульсными методами, а также в аппаратуре для автоматической обработки электрасигналов. !О

Известен вольтметр, содержащий пиковый детектор, сумматор напряжения, . одновибратор, элемент задержки, ключ, дозирующий н накопительный конденсаторы и усилитель постоянного тока(11. 5

Недостатком такого вольтметра является то, что при измерении импульсных послЕдовательностей он обладает дополнительной погрешностью, вызванной суммированием значений входных 20 импульсов с напряжением смещения нуля на выходе сумматора напряжений.

Кроме того, в нем не предусмотрено подавление регулярных помех.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство содержащее восемь ключей, сумматор напряжений, два запоминающих конденсатора, зарядный и разрядный дозирующие конденсаторы, накопительный конденсатор и усилитель постоянного тока, причем вход сумматора соединен с одной обкладкой дозирующего конденсатора, другая обкладка которого соединена с входами первого и второго ключей, выход первого ключа подсоединен к общей шине, выход второго ключа соединен с инвертирующим входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, неинвертирующий вход усилителя подключен к общей шине, вхдды управления ключей подключены к первой и второй коммутационным клеммам устройства 323..

Указанное устройство обладает сложностью аппаратурнай реализации, а также невысокой точностью при неидентичности характеристик двух из- © мерительных каналов.

Цель изобретения - повышение точности и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в вольтметре, содержащем сумматор напряжения, дозирующий конденсатор, три ключа, усилитель постоянного тока и накопительный кан893 денсатор, в котором выход сумматора соединен с одной обкладкой дозирующего конденсатора, другая обкладка которого соединена с входами первого и второго ключей, выход первого ключа подсоединен к общей шине, выход второго ключа соединен с инвертирующнм входом усилителя постоянного тока, в цепь отрицательной обратной связи которого включен накопительный конденсатор, неиявертирующий вход усилителя постоянного тока подключен к общей шине, входы управления первого и второго ключей подключены соответственно к первой.и второй коммутирующим клеммам вольтметра, один вход сумматора подключен к сигнальным клеммам вольтметра, второй вход сумматора соединен е выходам третьего ключа, вход управления третьего ключа соединен с входам управления первого ключа, а вход третьего ключа соединен с выходом усилителя постоянного тока и выходной клеммой.

На фиг, 1 приведена функциональиая схема импульсного вольтметра; на фиг. 2 - эпюры импульсов напряжения, поступающие на входа вольтметра 4

Импульсный вольтметр содержит сумматор 1 напряжения, дозирующий конденсатор 2, три ключа 3-5, накопительный конденсатор 6 и усилитель

7 постоянного тока. Клеммы 8 и 9— коммутирующие входы вольтметра, клемма 10 -,сигнальный вход, а 11выход вольтметра.

Выход сумматора 1 соединен с одной обкладкой конденсатора 2, другая обкладка которога соединена с входами ключей Э и 4. Выход ключа 3 подсоедииен к общей шине. Выход ключа 4 подсоединен к инвертирующему входу усилителя 7, в цепь отрицательной обратной связи которого включен конденсатор 6. Выход усилителя 7 соединен с клеммой 11 и через ключ 5 - с вторьм входам сумматора 1, первый вход которого подключен к клемме 10. Входы управления ключей 3 и 5 нодсоединены к клемме 8, а ключа 4 - к клемме 9.

Устройство работает следующим образом.

Пусть на клемму 10 подано биполярнае импульсное напряжение (фиг. 2.1), а на клеммы 8 и 9 - стробирующие им20

Пр К1A К (1) э

55 з 1! 51 пульсы (фиг. 2.2, 2.3), соответствующие временам задержки, на которых требуется измерить уровень входного сигнала.

Импульсный вольтметр осуществляет усреднение значений импульсного сигнала на заданном времени задержки и работает следующим образом.

При поступлении на вход вольтметра импульса положительной поляр- 10 ности (фиг. 2.1) а на вход управления ключами 3 и 5 импульсов, укаэанных иа фиг. 2.2, конденсатор 2 . подключается ключом 3 на время к шине "земля", а ключом 5 второй вход сумматора подсоединен к выходу устройства. Под действием укаэанных импульсов на выходе сумматора 1 образуется напряжение где А,. значение входного сигнала в момент окончания импульса а ;

К, и К,= - коэффициенты передачи 25

= const напряжений сумматора по первому и второму входам;

v(i-1) - значение выходного напряжения до прихода i-го сигнала. 30

Таким образом, конденсатор 2 заря« жается до напряжения П . По окончании действия импульса конденсатор

2 отключается от общей шины и на нем сохраняется заряд q=C U, где ф— величина емкости конденсатора 2. При поступлении импульса отрицательной полярности (фиг. 2. 1) и появлении на клемме 9 импульса (фиг. 2.3) конденсатор 2 ключом 4 подсоединяется к входу усилителя 7, и перезаряжаясь до напряжения — K„A-„, сообщает накопительному конденсатору

6 заряд щ,. =C„jK,А,-К,v(i-1)+К„А Д, (1} по приходе одной пары разнополярных импульсов выходное напря« жение изменится на величину:

gv, = ù,. jC — (2 К,А;-К р(х-1)), (2) где С -. величина емкости конденсатора 6.

Решение разностного уравнейия (2) для i 0,1,2 3 ..., n при на893 .4 чальном условии (О)=с, имеет вид

КоА (fW(i +vpW(1) где Ко

= const — масштабный коэффициент измерения;

А — среднее значение величин А,, усредненных на заданном интервале;

И()= (1;— — К С,/С) — весовая функция.

При /И(х=1) К 1 н i»1 весовая функция W(i) О, т.е. в установившемся режиме — КсА.

Поскольку положительное и отрицательное значения импульсов (А. и

-А,) подаются на выход сумматора по одному входу (с коэффициентом К,), то этим исключается дополнительная погрешность, вносимая неравенством передаточных. характеристик измерительных каналов известного вольтметра. Кроме того, передача разнополярных информационных сигналов по одному измерительному каналу позволяет исключить погрешность, вносимую наложением на информационный сигнал регулярной помехи выбором частоты импульсов, поступаемых на коммутирующие клеммы 8 и 9 кратной частоте сигнала помехи. Например, если частота следования входных импульсов вдвое меньше частоты помехи, то уравнение (1) для такого случая примет вид. .-С К (А +Я )-К ч(- } К (Д.-An) =

=С„(2к A„- - Kz v(<- )); (g3 т.е. уравнение вида (3) не зависит от амплитуды сигнала помехи и сводится к уравнению (2) .

В предлагаемом устройстве исклю- . чается погрешность измерения, вызванная неидентичностью характеристик измерительных каналов известного устройства, и повышается точность за счет снижения влияния помех на результат при одновременном сокращении аппаратурных затрат.

При применении вольтметра указанные отличия позволяют за счет сокращения объема аппаратуры также добиться сокращения веса и габаритов устройства, .повысить его надежность и уменьшить энергопотребление. з

1151893

Фиг2

Составитель В. Савинов

Редактор Р. цицика ТехредC.Йовжий Корректор М, Максимишинец

Заказ 2316/34 Тираж 748 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

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

Филиал ППН "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4