Измеритель дрейфа цифровых вольтметров

Измеритель дрейфа цифровых вольтметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1683О14

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик

-l с1 (61) 3ополпительное к авт. св iä-ву 494709

15! . 1,,<,.-!,:- И 03 К 13102 (22) Заявлено 07.02.77 (21) 2449430!18-21 с присоединением заявки—

Государственный комитет (23} Приоритет— (45) Опубликовано 30.08.79. Бюллетень ¹ 32 (45) Дата опубликования описания 31.08.79

СССР ао делам изобретений и открытий (53) У К 681.325 (088.8) (72) Авторы изобретения

С. Б. Кутыркин, В. В. Регеда, А. В. Темногрудов, Г. П. Шлыков и В. М. Шляндин

Пензенский политехнический институт (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ДРЕЙФА

ЦИФРОВЫХ ВОЛЬТМЕТРОВ

Изобретение относится к измерительной технике и мо кет использоваться для экспериментальных исследований и контроля точности ачалого-цифровых преобразователей напряжения (АЦП).

Известны устройства для поверки аналого-цифровых преобразователей напряжение - — код. пзмеряюьцис их статические характеристики инструментальной погреши остц 11).

11едостаток этих устройств — ограниченные функциональные возможности.

Извес1с>н также измеритель дрейфа цифровых вольтметров, содержащий источник образцового напряжения, суммцруюгций элемент, генератор импульсов, элемент срав.1сния кодов, делитель частоты, два преобразователя числа импульсов в напряжение, два пороговых элемента, реверсцвный счетчик, преобразователь код — напряжение, делитель напряжения и самопцшл ;нй вольтметр. При этом псточ.lèê образцового напряжения через суммирующую схему подсоединен к входу поверяемого цифрового вольтметра, выход которого подключен к входу элемента сравнения кодов, соединенного своими выходами с преобразователями числа импульсов в напряжение, которые через пороговые элементы соединены: один с входом «Сложение» реверсивного счетчика, другоц — — с вхо ом «Вычитание». Рыход реверсивного с-. тчпка через преобразователь код -- напряжение подключен к самопишущему вольтметру ц к делителк> напряжения, выход делителя напряжения -- к второму Bxoäó суммирующего элемента. Кроме -.ого, генератор .цмпульсоВ соеди1си с входом «Пуск» поверяемого цифрового вольтметра и через делитель ча10 стоты со сбросовымп входамп преобразователей числа импульсов в напряжение (2).

Однако известное устройство нельзя использовать,для исследования распределения погрешности 3!l3лого-цифрового пре15 ооразователя по шкале.

Целью изобретснця является расширение фупкц::. >.l:.льных возможпос .сй устройства.

Предлагаемое устройство содержит об20 разцовый преобразователь код — напряже;IHL, суммирующий элемент, элемент сразнеция кодов, два прсобра;>ователя числа ими :льсов в напряжение, два пороговых элемента, реверсивный счетчик, прсобразова25 тель код — напряжение, самопишущий вольтмстр. генератор импульсов. делитель частоты и делитель напряжения, Выход обра;vîâîão прсобразоьателя код — напряжение соединен с входом суMìèðóþùñãî элез0 мента. выход которого подсос.1цчен к входу

6830I4 контролируемого АЦП, а выход последнего подключен к Bхoду элемента сравнения кодов, 0ба выхода которого соединены с входами соответству1ощих преобразователей числа импульсов в напряж FIHp, а выходы каждого из них — — с входами соответствующих пороговых элементов, выходы которых подк.ilo«0»f i. одного — — и входу «Сложение» реверсивцого счет шка, второго — — к входу

«Вычитан:1е» реверсивного счетчика. Выход последнего соединен с Bxoдом преобразователя кс>д — напряжение, чей выход через

x cTp0йство динен с входом самопишущего вольгметра и через делитель нанря>кения с вторым входом суммирующего элемента. Кроме того, выход генератора импульсов соединен с входом «Пуск» контролируемого АЦП и с входом делителя частоты, выходы которого подключены к входам «Сброс» преобразоBBT лей ч;1сла импульсов в напряжение.

Особепностьio предлагаемого устройс l ва является То, 1тО и не! О введены дог10.1нительный делитель частоты, аналоговоезапоминающсе устройство и дополнительный счетчик, вход которого соединен с выходo:л доно 11111Tcльпого делителя частоты, входом

«Сорос» реверсивного счетчика и входом аналогового запоминающего устройсгва, другой вход которого связан с выходом преооразователя код — напря)кение, а выход — с входом самопишущего воlhTM ра.

Вход дополнительного делителя частоты соединен с выходом делителя частоты, выход дополн1пгельного счетчика — с входом образ IOB310 IfCTOчника IIBIfpH>KPHHH, Bblfio."i.ненного в,H.tc образцового преобразователя код — - напряжение, и с дополнительным входом элемента сравнения .кодов.

На чертеже приведена функциональная эл 1

Устройство содержит образцовый преобразователь 1 код- — напряжение, суммирующий элемент 2, контролируемый преобразователь 8, элемент 4 сравнения, преобразователи 5 и 6 числа импульсов в напряженис, пороговые элементы 7, 8, реверсивный счетчик 9, прсобразователь 10 код — напряжение, аналоговос запоминающее устройство 11, самопишущий вольтметр 12, делитель 18 напряжения, генератор !4 импульcoi:„первый делитель 15 частоты,.второй дс литель 16 частоты и двоичный счетчик 17.

Выход образцозого 1преобразователя 1 код — -напряжение соединен с первым входом сумчирующего элемента 2, второй вход которого связан с выходом делителя 18 напряжения. Выход суммирую1цего элемента

2 подключен к входу контролируемого АЦП

8, вход внешнего запуска которого подсосдннс>н к выходу г нгратора 14 импульсоз, B bl Y 0 f к0 i l Tp 0."IH p 1P M 0 г 0 А Ц П вЂ” к Il P p B0 XI j входу элемента 4 срагвнения кодов, на второй вход которого поступает опорный .<од с выхода счетчика 17.

Выходы элемента сравнения кодов подкл10чсны к входам преооразователя 5 и 6 числа импульсов в напряжение, выходы которых соединены соответственно с входами пороговых элементов 7 и 8. Выходы элементов 7 и 8 подключены к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика 9, выход которого соединен с входом преобразователя 10 код — напряжение. Сигнал с выхода преобразователя 10 код †;Iaпряжсние поступает на вход делителя 18 и на,запоминающий вход аналогового запоминающего устройства 1,1, выход которого подключен и входу самопишущего вольтметра 12. Сигнал с выхода генератора 14 импульсов поступает на вход делителя 15 частоты, вь1ход,переполнения которого подключсп к делителю 16 частоты и входам

«Сброс» преобразователей 5 и б числа импульсов в напряжение. Выход делителя 16 частоты соединен с входом «Сброс» реверсивного счетчика 9, с синхронизнру1ощим входом аналогового запоминающего устройства 11 и со счетным входом счетчика 17, выход которого подключен к второму входу элемента сравнения кодов и к входу образцового преобразователя 1 код — напряжение.

До начала работы устройства все его счетчики и делители частоты находятся в нулевом состоянии. Образцовый преобразователь 1 код —,напряжение выдает напряжение

U,= (1 — 0,5) q, 40

5

30 где 1 — целое число, определяемое состоянием двоичного счетчика 17 и равНое номеру контролируемой точки дна назона АЦП;

q --- -ступень квантования АЦП.

В начальный момент времени на вход

АЦП поступает напряжение Uo —— 0,5 q, соответствующее номинальной границе разделяющей нулевую и первую ступени квантования АЦП.

С подключением генератора 14 пмпульсов к АЦП, последний с частотой генератора 14 подает на элемент 4 сравнения кодов результаты измерения в виде кода Л ;. На второй вход элемента сравнения кодов подается код, соответствующий коду счетчика

17. На первом выходе элемента 4 сравнения кодов появляется единичный импульсный сигнал, если значение кода A",, меньше или равно 1, а на втором — если У;)1 .

Инструментальная погрешность АЦП

hII в заданной точке его шкалы является случайной величиной. Напряжение U; определястся математическими ожиданиями случайных значений границ между 1-й и

i+1-й ступенями квантования. Величина

U; — U =Л„определяет систематичсскуio инструментальную погрешность АЦП в 1-й точке его диапазона. Для выделения средпего зна«ения результаты сравнения кодов

683014

35

АЦП интегрируются с помощью преобразователей 5 и б числа импульсов в напряжение и пороговых элементов 7 и 8.

В течение этого времени интегрирования

T на выходе преобразователей 5 и б накапливается напряжение, пропорциональное количеству исходов сравнения N,)i и

N; - . По окончании интервала времени Т ,импульсом с делителя 15 частоты преобразователи 5 и б сбрасываются, а пороговые элементы 7 и 8, напряжение порога срабатывания которых равно половине максимально возможного напряжения на выходах преобразователей 5 и б, оценивают напряжения на .своих:входах.

Если разница ме кду Up и Up существенна, то через интервал времени Т импульс с соответствующего порогового элемента поступает на один из входов реверсивного счетчика 9, вызывает изменение напряжения на выходе преобразователя 10 код — напряжение и делителя 18 напряжения. Напряжение с делителя 18, каждое приращение которого соответствует известной доле ступени квантования контролируемого АЦП, представляет собой напряжение обратной связи в рассматриваемом устройстве. На элементе

2 оно суммируется с напряжением образцового источника калиброванных напряжений, стремясь довести разность между U, и U, до нуля. Через интервал времени t> — /ь который заведомо больше времени необходимого для компенсации максимально возможной разности U; — U,, с делителя 1б частоты на вход двоичного счетчика 17, управляющий вход аналогового запоминающего устройства 11 и на сбросовый вход счетчика 9 поступает сигнал.

Устройство 11 запоминает напряжение с преобразователя 10 и самопишущий вольтметр 12 фиксирует это напряжение в течение следующего интервала времени /,— /..

Счетчик 17 изменяет свое состояние, преобразователь 1 подает на вход АЦП напряжение, равное номинальному значению следующей границы его шкалы, а элемент 4 сравнивает код АЦП с новым значением кода счетчика 17.

Формула изобретения

Измеритель дрейфа цифровых вольтметров по авт. св. М 494700, î T;I и ч а юшийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введены дополнительный делитель частоты, аналоговое запоминающее устройство и дополнительный счетчик, вход которого соединен с выходом дополнительного делителя частоты, входам «Сброс» реверсивного счетчика и входом аналогового запоминающего устройства, другой вход которого соединен с выходам преобразователя код — напряжение, а выход — с входом самопишущего вольтметра, вход дополнительного делителя частоты соединен с выходом делителя частоты, выход дополнительного счетчика соединен с входом образцового источника напряжения, выполненного в виде образцового преобразователя код — напряжение, и с дополнительным входом элемента сравнения кодов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 482700, кл. G 01 R 35/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

М 494700, кл. H 03 К 13/02, 1975.

683014! Г ) о !

Составитель Ю. Богданов

Редактор E. Караулова Техред А. Камышникова Корректор С. Файн

Заказ 757/964 Изд. № 481 Тираж 1060 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»! !

) 1

| !

Г