SU1481894A2 - Устройство дл автоматического измерени метрологических характеристик цифровых измерительных приборов - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к автоматике ,в частности, к измерительной технике. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1, блок 2 сравнени , блок 3 дифференцировани , ключ 4, блок 5 управлени  и статистической обработки данных, цифроаналоговый преобразователь 6, состо щий из блока 7 цифровой уставки и преобразовател  8 код-напр жени , триггер 9, измеритель 10 временных интервалов, формирователь 11 входного сигнала, первый 12 и второй 13 коммутаторы. Введение первого и второго коммутаторов позволило определить статистическую ошибку преобразовани  аналого-цифрового преобразовател , что дает возможность получени  на выходе устройства динамической погрешности измерени , что  вл етс  основой дл  дальнейшего определени  систематической погрешности и апертурного времени. 2 ил., 1 з.п.ф-лы.

Description

Ю

Фив. 1

1

Изобретение относитс  к автоматике , предназначено дл  автоматического определени  динамических характеристик аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и  вл етс  усовершенствованием известного устройства по авт. св. № 1026298.

Цель изобретени  - повышение точности измерени  характеристик АЦП.

На фиг. 1 и 2 представлены функциональна  схема устройства дл  автоматического измерени  метрологических характеристик АЦП и функциональна  схема блока управлени  и ста- тистической обработки данных.

Устройство содержит АЦП 1, блок 2 сравнени , блок 3 дифференцировани , ключ 4, блок 5 управлени  и статистической обработки данных, цифроанало - говьй преобразователь 6, блок 7 цифровой уставки, преобразователь 8 код- напр жение, триггер 9, измеритель 10 временных интервалов, формирователь 11 входного сигнала, первый коммута- тор 12, второй коммутатор 13. Блок 5 управлени  и статистической обработки данных содержит элемент 14 вычитани , первый делитель 15, элемент 16

индикации, генератор 17 импульсов за- 30 ность dCT(t,), определ ют динамичеспуска , элемент 18 задержки, второй делитель 19, счетчик 20, переключатель 21, первый 22, второй 23, третий 24 и четвертый 25 входы, первый 26, второй 27, третий 28 и дополни- тельный 29 выходы.

Введение первого и второго коммутаторов позвол ет определ ть статическую ошибку преобразовани  АЦП.

Врем  задержки отсчета tэо норми- руетс  своей систематической составл ющей t.c и апертурным временем ta,

зс характеризующим разброс t

10

Текущее

зо i

определ етс  из соотно (О

значение

шени 45

(tj)

°; X(t;)

где &(t .) - погрешность преобразовани  АЦП в момент времени t ;50 x(t,-) - значение производной испытательного сигнала в этот же момент времени. Погрешность преобразовани  АЦП в динамическом режиме имеет две со- 55 ставл ющие: динамическую и статическую ошибки, поэтому

Д (t ,) 4(t i) + ucr(t,),

JQ

15

20 25

1894

где и

(t.)

суммарна  погрешность АЦП в конкретной точке его шкалы, в момент времени t.; 4CT(t-) - статическа  погрешность

АЦП;

d(t) - динамическа  погрешность АЦП в момент времени t ,.

Поскольку известное устройство измер ет суммарную погрешность АЦП, то дл  определени  его динамической погрешности необходимо измерить статическую погрешность. Тогда

u(t-) 4,(t,) - CT(tj) и формула (1) принимает следующий вид;

- 4g(tQ dcr(ti)

(2)

Таким образом, измер   погрешность АЦП ds(t; ) и его статическую погрешкую погрешность A(t). Это позвол ет более точно определить по формуле (2) текущее значение t эо,, а затем

их статистически обрабатыва , определить систематическую задержку и апер- турное врем  ta.

Устройство работает следующим образом .

I

Согласно программе работы блок 5

устанавливает код исследуемой точки диапазона, который вырабатываетс  блоком 7 цифровой уставки. На первом этапе измер етс  статическа  погрешность преобразовани  в этой точке. При этом по командам с блока управлени  5 первый коммутатор 12 открываетс  дл  прохождени  сигнала с преобразовател  8 на выход АЦП 1, а второй коммутатор 13 разрешает прохождение импульсов запуска с блока 5. Таким образом, по команде с блока 5 АЦП 1 производит преобразование посто нного уровн  в код, который поступает в блок 5 на первьй вход 24 элемента 14 вычитани , ha второй вход 23 которого поступает образцовый сигнал с блока 7 цифровой уставки. Полученна  разность, представл юща  собой значение статической погрешности, поступает на первый вход делител  15.

На втором этапе измер етс  полна  погрешность АЦП 1 в заданной точке

диапазона. При этом первый коммутатор 12 открыт дл  прохождени  сигналов с выхода формировател  11 входного сигнала , а второй коммутатор 13 разрешает прохождение импульсов запуска с выхода блока 2. По команде с блока 5 формирователь 11 входного сигнала генерирует динамический испытательный сигнал, который может быть детерминированным , случайным либо любым другим сигналом требуемого вида. Испытательный сигнал поступает на вход исследуемого АЦП 1 и одновременно подаетс  на первый вход блока 2, на второй . вход которого поступает сигнал с пре- образовател  8„ В момент равенства сравниваемых сигналов t. блок 2 запускает АЦП 1, переключает триггер 9 в состо ние 1 и открывает ключ 4. Значение производной испытательного сигнала x(t,-) с блока 3 дифференцировани  в момент t через открытый ключ 4 подаетс  на первьй вход блока 5.

По истечении времени, равного времени преобразовани  АЦП 1, на его вы- ходе по вл етс  код, который поступает на третий вход блока 5. Одновременно на другом выходе АЦП 1 по вл етс  сигнал конца преобразовани , ко- .торый переключает триггер 9 в состо - ние О. В элементе 14 вычитани  производитс  вычитание из результата преобразовани  образцового кода. Полученна  разность d(t,-) представл ет собой значение полной погрешности

АЦП 1 в момент времени t ,-. По формуле (1) первьй делитель 15 определ ет текущее значение задержки отсчета t t . Триггер 9 вырабатывает импульсы,

длительность которых равна времени цикла кодировани  АЦП t н. Эти импульсы поступают на измеритель 10 временных интервалов, и результаты измерени  поступают в блок 5.

Таким образом, в результате каждо- го преобразовани  АЦП на втором этапе определ ютс  текущие значени  полной погрешности &(t ;) , задержки от- ; счета t Э1). и времени цикла кодировани 

tH. Измерени  в одной точке шкалы провод тс  установленное число раз, необходимое дл  про влени  статистических закономерностей.

Блок 5 управлени  статистической обработки данных работает следующим образом.

Переключатель 21 подключаетс  к Лог. О либо к Лог. 1, определ   тем самым этап работы устройства. Импульсы с генератора 17 через второй делитепь 19 поступают на счетчик, который вырабатывает последовательно нарастающий код.

Второй делитель определ ет количество измерений в каждой конкретной точке диапазона необходимых дл  набора необходимой статистики. Элемент 18 задержки задерживает импульс запуска на врем  переходных процессов и во втором делителе и в счетчике 20. Результат преобразовани  с выхода АЦП 1 поступает на вход элемента 14 вычитани , где вычисл етс  погрешность преобразовани . Первый элемент обеспечивает вычисление текущего значени  tjo по формуле (1), результат

поступает на выход 28 устройства дл  дальнейшей статистической обработки и накоплени  с учетом формулы (2).

Результат измерени  времени преобразовани  АЦП с выхода измерител  10 поступает на элемент 16 индикации.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1, Устройство дл  автоматического измерени  метрологических характеристик цифровых измерительных приборов, по авт. св. № 1026298, о т л и ч а - ю щ е е с   тем, что, с целью повышени  точности, введены первый и второй коммутаторы, первьй информационный вход первого коммутатора объединен с первым информационным входом

   блока сравнени , второй информационный вход которого соединен с выходом первого коммутатора, а выход - с пер-: вьм информационные входом второго коммутатора, управл ющий вход которого объединен с управл ющим входом первого коммутатора и соединен с дополнительным выходом блока управлени  и статистической обработки данных, второй выход которого срединен с вторым информационным входом второго коммутатора , выход которого соединен с входом запуска аналого-цифрового преобразовател , выход формировател  входного сигнала соединен с вторым информационным входом первого коммутатора .
2. 2. Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что блок yjipa- влени  и статистической обработки , данных содержит первьй делитель, элемент индикации, генератор импульсов запуска, элемент задержки, второй делитель , счетчик, переключатель, элемент вычитани , первьй и второй входы которого  вл ютс  соответственно вторым и третьим входами блока, а выход соединен с первым входом первого делител , второй вход которого  вл етс  четвертым входом блока, а выход  вл етс  третьим выходом блока,

   Фие.2

   первым входом которого  вл етс  вход элемента индикации, выход генератора импульсов запуска подключен к элементу задержки и второму делителю, выход которого соединен с входом счетчика, выход которого  вл етс  первым выходом блока, вторым выходом которого  вл етс  выход элемента задержки, дополнительный выход блока  вл етс  выходом переключател , первым и вторым входами которого  вл ютс  соответственно шины логического нул  и логической единицы.