Способ измерения среднего значения напряжения произвольной формы и устройство для его осуществления

Способ измерения среднего значения напряжения произвольной формы и устройство для его осуществления

Реферат

 

Использование: измерительная техника, в частности предназначено для измерения средних значений сигналов в установках технической диагностики по спектральному составу шумов и вибраций режимов работы различных промышленных образцов, в медицине при измерении среднего давления крови в течение каждого сердечного цикла, определении среднего выдыхаемого объема CO₂ в каждом дыхательном цикле и т.д. Сущность изобретения: интеграторами 1 и 2 интегрируют сумму и разность опорного напряжения источника 3 с напряжением, пропорциональным измеряемому с соответствующими масштабными коэффициентами a и b, задаваемыми блоками 13 и 14 масштабов, затем большую из полученных величин изменяют до меньшей по экспоненциальному закону путем замыкания ключа 9 и 10, в течение времени этого изменения формируют функциональную величину по заранее заданному закону (F(t)), по значению которой в момент сравнения исходных величин определяют среднее значение измеряемого напряжения. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 6 ил., 2 табл.

Изобретение относится к измерительной технике, предназначено для измерения средних значений сигналов, оно может быть использовано для сокращения объема данных в установках технической диагностики по спектральному составу шумов в вибраций режимов работы различных промышленных образцов, а также в медицине при измерении среднего давления крови в течение каждого сердечного цикла, определении среднего выдыхаемого объема СО₂ в каждом дыхательном цикле и т.д.

Известен способ измерения среднего напряжения произвольной формы [1] основанный на раздельном интегрировании двух величин с нулевыми начальными условиями в течение конечного интервала времени; упомянутому раздельному интегрированию подвергают сумму и разность опорного и исследуемого напряжений, сравнивают результаты интегрирования, по результату сравнения определяют знак среднего значения исследуемого напряжения, большую из полученных в результате интегрирования величин уменьшают по экспоненциальному закону до меньшей и по интервалу времени, отсчитанному от начала уменьшения большей величины до момента ее сравнения с меньшей, судят о собственно среднем значении исследуемого напряжения.

Недостатками известного способа являются низкая точность измерения, обусловленная наличием методической погрешности измерения и ограниченные функциональные возможности, выраженные в том, что известный способ не позволяет получать результат усреднения исследуемых сигналов в виде аналоговой величины, т.е. в виде выходного напряжения. Это ограничивает применение известного способа в реализации аналоговых систем.

К недостаткам известного способа относятся также малые динамические диапазоны изменения исследуемых и управляющих сигналов.

Известное устройство для осуществления способа измерения среднего значения напряжения произвольной формы содержит два интегратора, первые сигнальные входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго входных ключей, блок управления, первый вход которого подключен к управляющим входам обоих интеграторов, а второй вход к управляющим входам первого и второго входных ключей, источник опорного напряжения, входную шину, шину синхронизации и шину запуска, соединенные соответственно с сигнальным входом первого входного ключа, первым и вторым входами блока управления, выходной индикатор, компаратор, инвертор, третий входной ключ, два коммутирующих ключа, преобразователь "время-код" и регистратор знака, интеграторы снабжены вторыми сигнальными входами и выполнены с суммированием входных напряжений, причем входы компаратора соединены с выходами интеграторов, а выход с третьим входом блока управления, инвертор включен между входной шиной и сигнальным входом второго входного ключа, коммутирующие ключи включены между выходами и первыми сигнальными входами соответствующих интеграторов и подключены управляющими входами соответственно к третьему и четвертому выходам блока управления, информационный и управляющий входы преобразователя "время-код" соединены с пятым и вторым выходами блока управления, а выходы с входами выходного индикатора, входы регистратора знака подключены к шестому и седьмому выходам блока управления, а вторые сигнальные входы обоих интеграторов соединены с выходом источника опорного напряжения через третий входной ключ, подключенный управляющим входом к второму выходу блока управления.

Блок управления состоит из трех триггеров, двух элементов И, двух элементов ИЛИ-НЕ, инвертора, трех дифференцирующих звеньев, пяти разделительных диодов и регистра смещения, причем первый вход и выход первого триггера соединены соответственно с первым и вторым входами второго триггера, одни входы первого и второго элементов И подключены к инверсному выходу второго триггера, а другие входы соответственно к входу и выходу инвертора, вход первого дифференцирующего звена соединен с инверсным выходом второго триггера, а выход через первый разделительный диод с первым входом третьего триггера, вход второго дифференцирующего звена подключен к входу инвертора, а выход через второй разделительный диод к второму входу третьего триггера и через третий разделительный диод к первому входу первого элемента ИЛИ-НЕ, вход третьего дифференцирующего звена соединен с выходом инвертора, а выход через четвертый разделительный диод с вторым входом третьего триггера и через пятый разделительный диод с первым входом второго элемента ИЛИ-НЕ, второй вход и выход первого элемента ИЛИ-НЕ подключены соответственно к выходу и второму входу второго элемента ИЛИ-НЕ, резистор смещения включен между вторым входом третьего триггера и шиной нулевого потенциала, в качестве первого, второго и третьего входов блока управления использованы соответственно первый, второй входы первого триггера и вход инвертора, а в качестве первого, второго, третьего, четвертого, пятого, шестого и седьмого выходов соответственно выход первого, прямой выход второго триггера, выходы первого, второго элементов И, третьего триггера, первого и второго элементов ИЛИ-НЕ.

Недостатками известного устройства являются низкая точность измерения, ограниченные функциональные возможности и малые динамические диапазоны изменения исследуемых и управляющих сигналов.

Низкая точность измерения известного устройства обусловлена наличием в нем методической погрешности измерения. Ограниченные функциональные возможности выражены в том, что известное устройство не позволяет получать результат усреднения исследуемых сигналов в виде выходного напряжения, что ограничивает его применение в аналоговых системах.

Цель изобретения повышение точности измерения, функциональных возможностей способа и реализующего его устройства, а также расширение динамических диапазонов изменения исследуемых и управляющих сигналов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу измерения среднего значения напряжения произвольной формы, интегрированию подвергают сумму опорного напряжения с напряжением, пропорциональным исследуемому, с одним коэффициентом пропорциональности, а также интегрированию подвергают разность опорного напряжения с напряжением, пропорциональным исследуемому, с другим или равным первому коэффициентом пропорциональности, в течение интервала времени, отсчитанного от начала экспоненциального уменьшения большей величины напряжения до момента ее сравнения с меньшей величиной напряжения, формируют с нулевых условий выходную функциональную величину, изменяющуюся во времени по наперед заданному закону F(t) f , (1) где f_o коэффициент, определяемый видом представления выходной функциональной величины; t_н момент начала экспоненциального уменьшения большей величины к меньшей; _г- постоянная времени; a коэффициент пропорциональности при исследуемом напряжении, входящем в интегрируемую разность напряжений; b коэффициент пропорциональности при исследуемом напряжении, входящем в интегрируемую сумму напряжений; а о собственно среднем значении исследуемого напряжения судят по величине выходной функциональной величины, представленной, например, в виде выходного функционального напряжения во времени, по истечении вышеуказанного временного интервала в момент сравнения изменяемой большей величины напряжения с меньшей, причем в раздельно интегрируемых сумме и разности опорного с исследуемым напряжений коэффициенты пропорциональности при слагаемом и вычитаемом исследуемом напряжении выбирают в соответствии с видом формируемой зависимости выходной функциональной величины, представленной, например, выходным функциональным напряжением во времени.

В частности, в раздельно интегрируемых сумме и разности опорного с исследуемым напряжений коэффициенты пропорциональности при слагаемом и вычитаемом исследуемом напряжении выбирают соответственно b 1 и a 0, в результате чего в течение интервала времени, отсчитанного от начала экспоненциального уменьшения большей величины напряжения до момента ее сравнения с меньшей величиной напряжения, формируют с нулевых условий функциональную зависимость напряжения во времени вида U(t)= U_оп.1 e 1, (2) где U_оп1 величина опорного напряжения.

Кроме того, в раздельно интегрируемых сумме и разности опорного с исследуемым напряжений коэффициенты пропорциональности при слагаемом и вычитаемом исследуемом напряжении выбирают соответственно b 0 и a 1, в результате чего в течение интервала времени, отсчитанного от начала экспоненциального уменьшения большей величины напряжения до момента ее сравнения с меньшей величиной напряжения, формируют с нулевых условий функциональную зависимость напряжения во времени вида U(t)= U_оп.1 1 e . (3) Поставленная цель достигается также тем, что в устройство для осуществления способа измерения среднего значения напряжения произвольной формы дополнительно введены два блока масштаба и функциональный преобразователь "интервал времени регистрирующий параметр", первый и второй входы которого соединены соответственно с вторым и пятым выходами блока управления, первый блок масштаба включен между входной шиной и информационным входом первого входного ключа, второй блок масштаба включен между входной шиной и входом инвертора, а выходом устройства является выход функционального преобразователя "интервал времени регистрируемый параметр".

Функциональный преобразователь "интервал времени регистрируемый параметр" выполнен в виде функционального преобразователя "интервал времени цифровой код" и содержит генератор импульсов, постоянное запоминающее устройство, выходной регистр, дифференцирующую цепь и счетчик, информационный вход которого является первым входом функционального преобразователя "интервал времени цифровой код", вторым входом которого является вход дифференцирующей цепи, соединенный с входом генератора импульсов, выход которого связан с управляющим входом счетчика, соединенного своими выходами с соответствующими входами постоянно запоминающего устройства, выходы которого связаны с соответствующими входами выходного регистра, соединенного своим управляющим входом с выходом дифференцирующей цепи, а выходы выходного регистра являются соответствующими выходами функционального преобразователя "интервал времени цифровой код".

Кроме того, функциональный преобразователь "интервал времени регистриpуемый параметр" выполнен в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение" и содержит источник опорного напряжения, операционный усилитель, сумматор напряжений, аналоговый инвертор, резистор, конденсатор, трехпозиционный ключ, первый и второй управляющие входы которого являются соответственно первым и вторым входами функционального преобразователя "интервал времени напряжение", первый и второй информационные входы трехпозиционного ключа соединены с выходами соответственно сумматора напряжений и аналогового инвертора, выход трехпозиционного ключа связан через резистор с инвертирующим входом операционного усилителя и с первым выводом конденсатора, связанного своим вторым выводом с выходом операционного усилителя, с входом аналогового инвертора и с входом сумматора напряжений, выход которого является выходом функционального преобразователя "интервал времени напряжение", а второй вход сумматора напряжений выполнен инверсным и связан через источник опорного напряжения с шиной нулевого потенциала, соединенной с неинвертирующим входом операционного усилителя.

Кроме того, функциональный преобразователь "интервал времени регистрируемый параметр" выполнен в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение" и содержит источник опорного напряжения, конденсатор, резистор, первый и второй электронные ключи, управляющие входы которых являются соответственно первым и вторым входами функционального преобразователя "интервал времени напряжение", выходом которого является первый вывод конденсатора, связанного своим вторым выводом с шиной нулевого потенциала, первый электронный ключ подключен параллельно конденсатору, первый вывод которого соединен через резистор с выходом второго электронного ключа, связанного своим информационным входом с выходом источника опорного напряжения.

На фиг. 1 представлена общая структура устройства для реализации предложенного способа измерения среднего значения напряжения произвольной формы; на фиг. 2 временные диаграммы, отражающие сущность его составных операций в работу реализующего устройства; на фиг. 3 6 варианты выполнения функционального преобразователя "интервал времени регистрируемый параметр". В табл. 1 и 2 представлены результаты анализа методических погрешностей известного и предложенного технических решений.

Сущность способа заключается в следующем.

В течение интервала времени усреднения T интегрируют с нулевыми начальными условиями сумму опорного напряжения U_оп с напряжением, пропорциональным входному напряжению V_s с коэффициентом пропорциональности b, а также интегрируют разность опорного напряжения U_оп с напряжением, пропорциональным входному напряжению V_s с коэффициентом пропорциональности a: A (U_оп+bV_s)dt (U_опT+bV_u), (4) B (U_оп-aV_s)dt (U_опT-aV_u), (5) где V_u= V_s dt, (6) - коэффициент пропорциональности, определяемый видом и параметрами устройств, выполняющих операцию интегрирования. При этом A и B могут быть величинами различной физической природы (напряжение, ток, угол поворота, интервал времени) в зависимости от технического средства, реализующего операцию интегрирования.

По завершении операции интегрирования результаты интегрирования A и B сравнивают и большую из полученных в результате интегрирования величин sup (A U B), уменьшают по экспоненциальному закону: y sup(AUB) e , (7) где t_н и - соответственно момент начала и постоянная времени экспоненциального изменения.

Одновременно с момента времени t_н начала вышеуказанного экспоненциального изменения формируют с нулевых начальных условий выходную функциональную величину F(t), изменяющуюся во времени по закону F(t) f (8) где _г постоянная времени экспоненциального изменения; f_о коэффициент, определяемый видом представления выходной величины F(t).

Если, например, функциональная зависимость F(t) представлена функционально изменяющимся напряжением U(t)_вых, то коэффициент f_опредставляет собой опорное напряжение f_о U_оп1. (9) Если функциональная зависимость F(t) представлена в способе функционально изменяющимися во времени выходной частотой f(t)_вых, выходной фазой (t)_вых и т.д. то f_о f_оп, f_{о оп} и т.д.

В момент времени t t_сравн. происходит сравнение изменяемой по экспоненциальному закону большей из полученных в результате интегрирования величины с меньшей sup(AUB) e inf(AUB) (10) В момент t t_сравн, т.е. по истечении временного интервала t t_сравн. t_н, (11) величина F(t) принимает значение F(t)= f_o (12) и пропорциональна среднему значению входного сигнала F(t)= F_ср. (13) Например, при представлении функциональной зависимости F(t) формируемым с нулевых условий с момента tн функционально изменяющимся выходным напряжением U(t)_вых величина выходного напряжения в момент времени t t_сравн. принимает значение: U(t)= U (14) и пропорциональна среднему значению входного сигнала U(t)= U_ср (15) Это доказывается следующим образом.

Интервал времени t от начала момента времени t_н уменьшения большей величины sup (A U B) до момента t_сравн. ее сравнения с меньшей inf (A U B) определится из выражения (10) как t -ln ln . (16) После подстановки выражения (16) и (12) последнее приводится к виду F(t)= f_o . (17) Выбрав =_г, получаем F(t)= f_o (18) С учетом значений величин A и B согласно выражениям (1) и (2), величину F_ср можно представить как F(t)= f_o f_o . (19) Так как V_u определяется выражением (3), а m (20) то F(t)= F_ср.= V_sdt (21) где m коэффициент пропорциональности.

Отсюда следует, что выходная величина F(t), представленная, например, напряжением U(t)/t=t_сравн., в момент времени t_сравн., соответствующий концу интервала t, т.е. моменту сравнения изменяемой по экспоненциальному закону большей величины с меньшей, пропорциональна среднему значению входного сигнала U_s за время усреднения T.

Знак средней величины входного сигнала V_s и большую из величин sup (A и B) определяют знаком разности = A B.

Если > 0, то A > B и величина среднего значения сигнала положительна.

Если < 0, то B > A и величина среднего значения сигнала отрицательна.

Устройство содержит первый 1 и второй 2 интеграторы с суммированием входных напряжений, источник 3 опорного напряжения, компаратор 4, инвертор 5, первый 6, второй 7, третий 8 входные электронные ключи, первый 9 и второй 10 коммутирующие ключи, блок 11 управления, функциональный преобразователь 12 "интервал времени регистрируемый параметр (код, напряжение, частота, фаза и т.д.)", первый 13 и второй 14 блоки масштабов, входную шину 15, шину 16 запуска, шину 17 синхронизации, регистратор 18 знака, преобразователь 19 "время цифровой код", цифровой индикатор 20.

В одном из возможных вариантов исполнения интегратор 1 с суммированием входных напряжений выполнен, например, в виде операционного усилителя 21 с цепью обратной связи, включающей в себя параллельно соединенные конденсатор 22 и электронный разрядный ключ 23, причем вход операционного усилителя 21 соединен с вторым и первым входами интегратора 1 через резисторы соответственно 24 и 25. Интегратор 2 с суммированием входных напряжений выполнен подобно интегратору 1.

В одном из возможных вариантов исполнения функциональный преобразователь 12 "интервал времени регистрируемый параметр" выполнен в виде функционального преобразователя "интервал времени цифровой код" и содержит, например, (см. фиг. 3) постоянное запоминающее устройство ПЗУ 31, счетчик 32, генератор импульсов 33, дифференцирующую цепь 34, выходной регистр 35.

В одном из возможных вариантов исполнения функциональный преобразователь 12 интервал времени регистрируемый параметр" выполнен, например, в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение" и содержит, например (см. фиг. 4) операционный усилитель 36, инвертирующий усилитель 37, сумматор 38, резистор 39, конденсатор 40, трехпозиционный ключ 41, источник 42 опорного напряжения.

В одном из возможных вариантов исполнения функциональный преобразователь 12 "интервал времени регистрируемый параметр" выполнен, например, в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение" и содержит, например (см. фиг. 5) конденсатор 43, резистор 44, первый 45 и второй 46 электронные ключи, источник 47 опорного напряжения.

В одном из возможных вариантов исполнения функциональный преобразователь 12 "интервал времени регистрируемый параметр" выполнен, например, в виде функционального преобразователя "интервал времени напряжение" и содержит, например, (см. фиг. 6) постоянное запоминающее устройство ПЗУ 48, счетчик 49, генератор 50 импульсов, n элементов И (51--1):(51-n), цифроаналоговый преобразователь 52, логический инвертор 53, источник 54 опорного напряжения, причем информационный вход счетчика является первым входом функционального преобразователя "интервал времени напряжение", вторым входом которого является вход логического инвертора, соединенный с входом генератора импульсов, связанного своим выходом с управляющим входом счетчика, выходы которого соединены с соответствующими входами постоянного запоминающего устройства, выход логического инвертора связан с первыми входами элементов И, соединенных своими вторыми входами с соответствующими выходами постоянного запоминающего устройства, выходы элементов И связаны с соответствующими информационными входами цифроаналогового преобразователя, соединенного своим аналоговым входом с выходом источника опорного напряжения, а выход цифроаналогового преобразователя является выходом функционального преобразователя "интервал времени напряжение".

Устройство работает следующим образом.

Работа устройства во времени состоит из стадии подготовки, стадии одновременного интегрирования суммы опорного напряжения U_оп с напряжением, пропорциональным входному исследуемому напряжению V_s с коэффициентом пропорциональности b, и интегрирования разности опорного напряжения с напряжением, пропорциональным входному исследуемому напряжению с коэффициентом пропорциональности a, из стадии преобразования, заключающейся в изменении по экспоненциальному закону большего из полученных в предыдущей стадии напряжений до меньшего и одновременного преобразования получающегося временного интервала в регистрируемый параметр (код, напряжение, частота, фаза и т.д.) функциональным преобразователем "интервал времени регистрируемый параметр" 12. При этом запуск последнего в работу (начало формирования его выходной функциональной зависимости) производится с начала стадии преобразования напряжений и заканчивается моментом времени сравнения выходных напряжений интеграторов. Информацию о знаке среднего значения входного сигнала получают путем сравнения выходных напряжений первого и второго интеграторов и индицируют ее регистратором 18 знака.

Рассмотрим более подробно работу устройства.

В момент времени t₁ на шину 16 запуска приходит импульс напряжения "Пуск", поступающий на второй вход блока 11 управления, в результате чего с момента t₁ блок 11 управления формирует на своем первом выходе напряжение уровня логической единицы (фиг. 2 г). При этом разрядные цепи интеграторов 1 и 2 (электронные ключи 23 и 28) замыкаются, в результате чего на выходах интеграторов 1 и 2 устанавливаются напряжения нулевого уровня (фиг. 2 е).

В момент времени t₂ первый синхроимпульс T_i поступает с шины 17 синхронизации на первый вход блока 11 управления, в результате чего в момент t₂ напряжение на первом выходе блока 11 управления устанавливается нулевым уровнем (фиг. 2 г), а с момента t₂ блок 11 управления формирует на своем втором выходе напряжение уровня логической единицы, которое поступает на управляющие входы электронных ключей 6 8 и на первый (сбросовый) вход функционального преобразователя 12 "интервал времени регистрируемый параметр", в результате чего величина выходного параметра блока 12 сбрасывается до нулевого значения.

С момента t₂ ключи 6 8 замыкаются и на первые входы интеграторов 1 и 2 поступают напряжения с выходов блоков масштабов соответственно 13 и 14. При этом на второй интегратор напряжение с выхода блока 14, пройдя через инвертор 5, поступает в обратной полярности.

Вторые входы обоих интеграторов с момента t₂ соединяются с выходом источника опорного напряжения 3.

С момента t₂ напряжение на выходе интегратора 1 изменяется согласно V₁= + dt t+ V_sdt (22) где b масштабный коэффициент блока 13 масштаба; ₁ и ₂ постоянные интегрирования интегратора 1 соответственно по второму и первому входам, определяемые выражениями ₁ R₂₄C₂₂, ₂ R₂₅C₂₂, в которых R₂₄ и R₂₅ величины сопротивлений масштабных резисторов соответственно 24 и 25; C₂₂ величина емкости конденсатора 22; U_оп величина напряжения источника 3 опорного напряжения; V_s напряжение входного сигнала; t время, отсчитанное от момента t₂.

С момента t₂ напряжение на выходе интегратора 2 изменяется согласно V₂= + dt t- V_sdt (23) где a масштабный коэффициент блока 14 масштаба; ₃ и ₄ постоянные интегрирования интегратора 2 соответственно по второму и первому входам, определяемые выражениями ₃ R₂₉C₂₇, ₄ R₃₀ C₂₇, в которых R₂₉ и R₃₀ величины сопротивлений резисторов соответственно 29 и 30; C₂₇ величина емкости конденсатора 27.

В момент времени t₅ t₂ + T (где T время усреднения) на первый вход блока 11 управления поступает второй синхроимпульс T_i+1 с шины 17 синхронизации, в результате чего в момент t₅ напряжение на втором выходе блока 11 управления устанавливается нулевым уровнем, при этом электронные ключи 6 8 размыкаются, снимается принудительный сброс функционального преобразователя 12 "интервал времени регистрируемый параметр" (см. фиг. 1).

Кроме того, с момента времени t₅ на пятом выходе блока 11 управления формируется напряжение уровня логической единицы, которое, поступая на второй вход функционального преобразователя 12, запускает последний.

При этом на выходе блока 12 с момента t₅ формируется функциональная зависимость выходного параметра по времени вида F(t) f (24) где ₅ постоянный коэффициент; f_о коэффициент пропорциональности, определяемый видом функциональной зависимости, формируемой блоком 12. Если, например, блок 12 формирует на своем выходе функциональную зависимость напряжения во времени U(t)_вых, то коэффициент f_о представляет собой величину опорного напряжения f_о U_оп1.

Если, например, блок 12 формирует на своем выходе функциональные зависимости изменения во времени частоты f(t)_вых, фазы (t)_вых и т.д. то коэффициент f_о представляет собой соответственно величину опорной частоты f_оп, опорной фазы _оп и т.д.

Напряжения V₁ и V₂ на выходах интеграторов 1 и 2 в момент t₅ равны величинам интегралов за время усреднения T соответственно суммы и разности опорного напряжения с напряжениями, пропорциональными напряжению входного сигнала с соответствующими коэффициентами пропорциональности b и a: V= T+ V_sdt K₁T+K₂bV_u (25) V= T- V_sdt K₃T-K₄aV_u (26) где K₁= K₂= K₃= K₄= коэффициенты пропорциональности: V_u= V_sdt (27) Компаратор 4 постоянно отслеживает соотношения напряжений на своих первом и втором входах, равных соответственно U_вх1 V₁ и U_вх2 V₂. При отношении его входных напряжений U_вх1/U_вх2 > 1 на выходе компаратора 4 формируется напряжение уровня логической единицы, что обусловливает появление на третьем и четвертом выходах блока 11 напряжений уровней соответственно логического нуля и единицы. При этом интегратор 1 с момента t₅ разряжается по экспоненциальному закону, интегратор 2 с того же момента хранит свое выходное напряжение неизменным, а на шестом и седьмом выходах блока управления формируются уровни напряжений соответственно логической единицы и логического нуля, которые, поступая в регистратор знака 14, индицируют знак + (плюс).

При отношении входных напряжений компаратора 4 U_вх1/U_вх2 < 1 разряжается по экспоненциальному закону интегратор 2 до напряжения хранящегося на выходе интегратора 1, и индицируется знак (минус).

Таким образом, в устройстве всегда обеспечивается во второй стадии его работа с момента t₅ уменьшение большего выходного напряжения одного интегратора до неизменно хранящегося напряжения другого интегратора.

На временных диаграммах, изображенных на фиг. 2, рассмотрен первый вариант работы устройства, когда в момент t₅ выходные напряжения интеграторов 1 и 2 находятся в соотношении V> V.

При этом блок 11 управления формирует с момента t₅ на своем четвертом выходе напряжение уровня логической единицы, в результате чего электронный ключ 9 с момента t₅ замыкается и напряжение на выходе интегратора 1 и на первом входе компаратора 4 изменяется по закону V = V e (28) С момента t₅ напряжение на выходе интегратора 2 и на втором входе компаратора 4 остается неизменным во времени V = V.

В момент t₆ напряжения на входах компаратора 4 сравниваются V= V= V e = V (29) и уровень выходного напряжения компаратора 4 меняется на противоположный.

В момент t₆ смены уровня напряжения по входу 3 блока 11 управления на пятом выходе последнего уровень напряжения меняется с логической единицы на логический нуль.

При этом на выходе функционального преобразователя 12 "интервал времени регистрируемый параметр" и на выходной шине устройства прекращается функциональное изменение выходного параметра, который с момента t₆ остается постоянным во времени, принимая значение F(t)= f (30) и пропорциональным среднему значению входного сигнала V_s за время усреднения T F(t)= F_ср. (31) Например, при формировании блоком 12 на своем выходе функционально изменяющегося напряжения U(t)_вых величина выходного напряжения блока 12 с момента t₆ остается постоянной во времени, принимая значение U(t)= U , (32) и пропорциональной среднему значению входного сигнала V_s за время усреднения U(t)= U_ср. (33) Это доказывается следующим образом.

Импульс напряжения длительностью t t₆ t₅, сформированный на пятом выходе блока 11 управления, определяется величиной t t