автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.16, диссертация на тему:Методы построения, алгоритмы функционирования и структура цифровых измерительных систем с улучшенными комплексными характеристиками

!2'3 И 37

ЧЗЕРБАИДЖАНСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ НЕФТЯНАЯ АКАДЕМИЯ

На правах рукописи

САЛИГОВ САМИД ГАДИР оглы

МЕТОДЫ ПОСТРОЕНИЯ, АЛГОРИТМЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ \ СТРУКТУРЫ ЦИФРОВЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С УЛУЧШЕННЫМИ КОМПЛЕКСНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ

05.11.16 — Информационно-измерительные системы (промышленность, наука и научное обслуживание)

ДИССЕРТАЦИЯ

на соискание ученой степени доктора технических наук в форме научного доклада

Баку - 1992

Работа выполнена в Азербайджанской государственной нефтяной, академии и на Бакинском опытном заводе «Эталон».

Научный консультант:

Лауреат Государственных премий СССР и Азсрб. ССР, академик АН Азерб. Республики, доктор технических наук, профессор АЛИЕВ Т. М.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор КУЛИКОВСКИЙ К. Л., доктор технических наук, профессор КАСИМЗАДЕ М. С., доктор технических наук, профессор АБДУЛЛАЕВ А. А.

Ведущая организация — Азерб. НПО космических исследований.

Зашита состоится 1992 г. в час. на заседании специализированного совета Д 054.02.04 при Азербайджанской государственной нефтяной академии по адресу: 370601, г. Баку,

проспект Азадльп, 20.

С докладом можно ознакомиться в библиотеке Азербайджанской государственной нефтяной академии.

Доклад разослан . ,992 г

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат технических наук, доцент

КРИВОШЕЕВ В. П.

Обчая характеристика работы.

Доклад содержит основные результаты научно- исследовательских и опытно-конструкторских работ автора, связанных- о разработкой и исследованием новых методов и средств в области цифровых измерительных систем (ЦИС) с автоматической коррекцией погрешности (АКП).

Существующие методы построения ЦИС в настоящее время на всегда позволяет обеспечить необходимее метрологические и "к-сплуатационные характеристики средств измерений отвечающих всем требованиям автомчтизировалньзс систем управления» автоматизации оксперемента и зада:; лабораторных измерений.

Доклад содержит изложение разделов, характеризующих соответствующие направления исследований, в которых обобщены результаты научных изысканий и практических разработок.

. Автор выраяает глубокую признательность академику АН Азербайджанской Республики профессору Алиэву Т.М. за постоянное внимание и консультации при выполнении работы.

Актуальность проблемы. Решение основных задач теории и практики информационно-измерительног<" обеспечения систем управления и сбора информации Еыдвигает перед точным машиностроением и приборостроением такие требования, как повышение достоверности и точности получаемой информации.

Внедрение вычислительных средлтз з измзрительнуэ технику позволяет наряду с обеспечением необходимых технико-экономических характеристик автоматизированных и автоматических систем управления производством, обеспечить возможность яовы-гашя точности, быстродействия, помехозыцищенности и других технических и эксплуатационных характеристик.

В свяои с этим в последнее время сирокое распространо-г.ач полупгэт структурные (алгоригптаггкио) методя улучпения ;-'г:ролэгичесгп:х и эксплуатационник характеристик ЦИС и доото-"рностн излучения информации. Рост степени интеграции и уни-'г-гаадт :.т::"росхегготехн'.п:ч, создание специальных ::логс£ук:гц;!о-

------п ?яа:ропроцессороп способствуя? усгторс;ппз

г: упрсг.с-пгэ нпплр.«урной роллиягцгш плгори'гг^со.^гсг с;",ов, удусгоплэ хпрптяристих и коррекции погрослооти. пг \чч:"» ^ структуру !•. •• ••гпгорсаяьагпс Еычиондалышх средств

позволяеи использовать их в качестве и управлявшего и решающего устройства при повышении точности и достоверности, а так же улучшения характеристик. При этом путем обработки с определенным алгоритмом результатов нескольких тактов элементарных измерений неизвестной входной величины и соответствующим образом выбранной образцовой величины удается корректировать окончательный результат измерения.

Перспективным направлением улучшения характеристик современных ЩС является применение в них методов автоматической коррекции погрешности, при реализации которых удается повысить эффективность коррекции погрешности и устранить влияние внешних дестабилизирующих факторов и автоматизировать процесс получения измерительной информации.

Повышение точности и достоверности является главной задачей измерительной техники, требующей разработок исследований ног к методов улучшения комплексных характеристик ЦИС и это в целом характеризует актуальность научной проблемы.

Целью равоты является развитие основ и прикладных направлений создания новых и усовершенствование существующих методов улучшения характеристик ЦИС, исследование и разработка итерационных методов и алгоритмов автоматической коррекции интегральной погрешности, повышение помехозащищенности и достоверности , а также разработка и исследование новых структур цифровых измерительных приборов с АКП, обеспечивавших высокие метрологические, эксплуатационные и технико-экономические характеристики.

Нау<тая новизна исследований заключается в разработке различных способов и алгоритмов, а также реализующие их структур и технических средств, являющихся важной научной проблемой для построения и эксплуатации ЦИС. При этом:

- сформулированы условия полной коррекции погрешности для итерационных методов автоматической коррекции погрешности, на ос-ногании которых разработаны и исследованы обобщенные аддитивные и мультипликативные итерационные алгоритмы коррекции интегральней погрешности.

- разработаны и исследованы итерационные алгоритмы АКП с различными шагами итерации, аддитивно-мультипликативные и мультипликативно-аддитивные алгоритмы, а также их адаптивные алгорит-

мы, отличающиеся от известных высокой скоростью и широкой областью сходимости.

- разработаны и исследованы алгоритмы и реализующие их структуры коррекции погрешности от воздействия периодической помехи питающей сети и ее гармоник. "

- разработаны и исследованы итерационные алгоритмы и реализующие их структуры измерения отношений, с Быбором начальной точки итерации, увеличения быстродействия и др.

- разработаны и исследованы структуры ЦИС с улучшенными характеристиками и различными методами аналого-цифрового преобразования, при этом показаны пути уменьшения требований к входному коммутатору.

- синтезированы и исследованы самокорректирующиеся средства измерений при измерении частотных и временных параметров.

- синтезированы и исследованы ЦИС с коррекцией влияний канала связи для измерения и контроля параметров объектов нефтяной и химической промышленности с коррекцией влияний аддитивной помехи, а также характеристик датчиков.

- спроектированы и эксперементалько исследованы основные узлы

и ЦИС в целом для объектов нефтяной и химической промышленности.

Многие технические реаения, расом:\трияземые в работе, защищены авторскими свидетельствами.из изобретение.

Практическая ценность и реализация результатов работы. Разработанные и исследованные алгоритмы, структуры к средства являются техническими основами построения ЦИС, обеслечивающими высокую точность и защищенность от промышленных помех измерительной информации. Использование полученных результатов позволяет просты;.«! средствами исключить влияние ряда дестабили-сируюких факторов, повысить метрологическую и эксплуатационную надежность.

На основании разработок и исследований, проведенных автором, спроектированы, изготовлены и эксплуатируются цифровые измерительные приборы и системы для разных отраслей промышленности. Для отрасли бурения нефтяных скваяин создана система "Якорь'', управляющая положением плавучих буровых платформ типа 'Шельф", в котором применена ЦИС д.п измерения параметров крена и дифферента буровой платформы, ."»'¡я отрасли нефтедобычи, учета, хранения и транспортировки нефти и нефтепродуктов пост-

б.

роены интегрирующий ЦИС для определения температуры нефтепродуктов, измеритель массы нефтепродуктов на резервуарах и и.д. В системах селединамометрированип глубиннонасосшх нефтяных скваэтин применены методы и средства разработанные автором, которые позволили скорректировать влияние канала связи. Бее указанные устройства выпускались и выпускаются с 1978 г. по настоящее время опытным заводом БПО "Геофизп^ибор".

Суммарный экономический эффект от внедрения составляет более 2,0 млн.руо'.

На защиту вноечтея теоретические и практические основы построения алгоритмов функционирования и создания структур цифровые измерительных систем с улучшенными метрологическими, эксплуатационными и технико- экономическими характеристике^, ксполъзуыцке итерационные метода автоматической коррекции интегральной погрешности, включал:

- принципы обобщения итерационных методов АКП по двум критерия:.! полной коррекции погрешности с вогмэямостьв взаимной ■ ' трансформации аддитивных и мультипликативных итерационных ал- • горитмоз.

- новые итерационные алгоритмы АКП, которые использую? в качестве шагов итерации различные значения априорной информации результатов измерений цофровой измерительной системы, а также принципы адаптации для увеличения эффективности и скорости сходимости 'алгоритмов.

- новыэ структурные решения построения цифровых измерительных систем с итерационной АКП, позволяющие помимо исключения систематических погрешностей скорректировать влияния помехи питающей сети, увеличить быстродействия измерения, а также совмещать функции коррекции и функционального преобразования (измерение отношений и т.д.).

- результаты разработок и исследований по создании различных одно- и многоканальных цифровых измерительных систем, позволяющий измерять напряжения постоянного и переменного тока, частоты и параметры незлектрических величин (температура, вес нефтепродуктов и т.д.), отличающиеся высоким! комплексными характеристика^:.

- результаты разработок и исследований по коррекции влияний канала связи на результат измерения систем теленентроля.

- результата исследований характеристик созданных экспериментальных, опытных и промышленных образцов цифровых систем с автоматической коррекцией погрешности.

Апробация работы. Основные положения и результаты проведенных исследований приведены к опубликованы в докладах, все-совзных, республиканских и др. научно-технических конференциях, симпозиумах, семинарах, з том числе на:

- тезисах докладов Всесоюзной конференции "ИИС-73П раздел J? 3, Ивано-франковся, IS73

- тезисах докладов Всесоюзной конференции "¡KC-75", том 2. Кишинев, 1975

- тезисах докладов республиканской научно-технической конференции "Теория и проектирование преобразователей информации", Киев,1976

- тезисах докладов I Закавказской конференции иотодых специалистов и ученых, г.Дилияан, 1977

- тезисах докладез Всзсоаэногз НТН-ИИС-77, Баку, 1978

- тезисах докладов Всесоюзного HTK-ÍKC--77, Баку, 1973

- тезисах докладаз Всесоюзной НТК "Применение интегральных микропроцессоров, микро ЭВМ и микроьлектронкей технологии и приборостроения", !■!. 1979.

- тезисах докладов семинара "Метрология и технические средства в автоматике", Киев, 1950.

- тезисах докладов науч. техн.семинара "Пути погашения эффективности АСУ в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимической промглленности", Баку, 1931,

Личный склад. Постановка, обоснование задач, способы их pesero» и лолуч-зкнп:; при этом сскоЕнпе научные результаты принадлежат автору. Разработка ¡п^эрч^^шнно-измерптельнш: систем ■л пр:<5ороп с иторзцйонкой "оррокцулй г.сгрехности, их ксследо-и внедрение в прэмгллокность втолнеки з оспогнск автором пли под его руководством и при его непосредственно:.: участил.

SyÜSIÍuÍÍIIü!' T5-v" Д-собртец;:и соискателе;.: лично и п сс-вг.торстао опубликована 55 поччттк работ, получены 18 авторских сзкдетельстз на изобретения. Результат!! теследованк.'г а разработок ';г.Юг.ст тт.гго в 4 отчогг.х г.о НИР и ОКР.

Несколько стпгеЯ автора, например [[¡16,19], содогагсдие cci¡j(!i!i;s теоретические рззультятн рс&'оги, 'пэрзссдеач из ;?yp:ts-;;:•. "П.-юр ¡тсльчад то:аи«п", ц спублщ'сгпш в гсг;пкл. cubCiihiJig-Сгггро;оЬсп п Лснп-.нз.

СОДЕНШМЙ РАБОТЫ,

Систематизация и сравнительный анализ методов повышения точности и улучшения характеристик цифровых измерительных приборов и ЦИС показывают [1,.ТТ] , что самую большую и.перспективную группу методов АКП составляют методы коррекции с введением специальных образцовых мер. Введение образцовой меры монет быть осуществлено либо совместно с измеряемой величиной, либо самостоятельно, причем в качестве меры применяются постоянные или переменные меры, т.э. комбинации мер.

Наиболее универсальными являются методы АКП с самостоятельным введениемк комбинаций образцовых мор, позь-шяющие измерением неизвестной величины и ряда значений соответственно выбранных образцовых мер и обработкой результатов определить скорректированные результаты измерений. Среди этих методов существен^ выгодно отличаются итерационные методы АКП, позволяющие с более высокой вффзктксностьп скорректировать не только систематические погрешности, а также позволяющие исключить влияния дестабилизирующих факторов.

Известные аддитивные" и мультипликативные. шорацноннш метода автоматической коррекции интегральной погрешости (АИМАКП и ЫИМАКП), описываемые в литературе, являются универсальными и могут быть применены для различных задач измерительной техники. Сущность аддитивного {мультипликативного) метода А!£П заключается в следующем. Подключается к входу цифрового измерительного приСора ЩШ) измеряемая величина, производится его цифровое измерение и результат запоминается в памяти вычислительного устройства. Результат измерения прообразуется при помощи точного цифро-аналогового преобразователя обратно в величину, од-.нородауо с измеряемой и производима ео цифровое измеронкз. Э^а величина вычитается (делится) из -реаульгага продцду^ого. измерения в вычислительном устройство и полученная разность (отношение) складывается (умножается) со значением повг-орного цифрового измерения измеряемой величины. В итоге получается первый скорректированный результат. Далее измерительно-вычислительный процесс может повторяться до получения результата с необходимой точностью.

В целом измерительно-вычислительный процесс мопзт быть построен по даум принципам: либо входная величина один раз измеряется и ее результат запоминается для использования в получении всех скорректированных результатов, либо для получения я-здого скорректированного,результата производится цифровое измерение входной величины. Б обще« случае операционная формула итерационных алгоритмов описывается следующим

образом: ^-1

X-ИЗШМР (I)

где: X - измеряемая величина, И,3,П,А,Л,Р - соответственно, операции измерения (аналого-цифрового преобразования), запоминания, цифро-аналогового преобразования, арифметического вычисления и регистрации, Л- логическая операция продолжения и прекращения иемзрлтольио-вачислительного процесса.

Анализ известных пт^рациошок методов (алгоритмов) показывает, что разделение их на аддитизнкэ и уультаплккатлзныз мегоди хотя и зозмогяо по пр:с.:гяяз:с:.! шг-еялительньгд операциям, но болео празилыи-м ягллгтея т-коо разделение, при котором оп-ределлалпп фзктэрск язяяотсЛ условно полной коррекции погрег-ности, так как и адцптизнпэ и ггультипликзтйЕннз алгоритмы з целой могут .бить легко трэнсфор-слровагш друг п друга. Поото;!у прздяозспа (18,19,20,23] условия полноз коррекции:

- для адцитпшш: изтодоз . 1У,-Уг»К£ (2)

- для мультпплпкатпищх мзтодоз - (3)

где: 8 - некоторая палая полозпголытая безразмерная величина, определяемая пагои квантования по уровнэ аналого-цифрового преобразования, - результат исходно.") "грубого" (но^ достаточно чувствительного) ис'гзргпия сходно!! геяишпт; УП«|(ХП) - • результат измерения, аналоговой величин! Хп, точно соответвув-щзи гг-му скорректированное результату .

Введение стих условий тем более.целесообразно с той точки зрения, что для коррекции прэД1!цущ;пс результатов в аддитивных алгоритма;: используется разница У0 и Уп , а в мультипликативных алгоритмах их отнесение.

С другой сторона для обобщения всех итерационных алгоритмов целесообразно применять следующее уравнение:

10.

где,'¡fin) - параметр, названный пагом итерации.

Кая видно из формулы (4), дачное обобщение при реализации позволяет без особых технических усложнений проверять условие (2), т.е. усЛовио полной коррекции для аддитивных итерационных методов. Проверка условий полной коррекция погрешности для мультипликативных алгоритмов, по обобщенно^ алгоритм (4) технически представляется затруднительным, из-за того, что в стих алгоритмах не предусматривается формирование .разницы У0 и Уп , хотя и ети алгоритмы могут быть приведены в вид соответствующих формуле (4). . •

Для технической удобное.?'' проверки условий полной коррекции представляется целесообразным использовать обобщенную формулу ('i) только для аддитивных методов, а для мультипликативных методов использовать следукцу» обобценнуа реккуроктиуа формулу: . _ ....

^П ««V/%- у^/ (5)

где^(П) - саг итерации мультипликативных алгоритмов..

Как видно из этой формулы: ö^O1)- Уц'ТО'1)'

П->добтг.1 до образом могут быть описаны обобщенные суммарные

уравнения итерационного процесса коррекция в которых Л +I-it

скорректированный результат определяется:

для аддитивных алгоритмов

для мультипликативных алгоритмов

(6)

В табл.1 приведены разработанные регулярные итерационные алгоритмы о соответствующими ¡лагами итерации (знаком -к-отмзчегш ран'^э известные алгоритмы).

Б зависимости от способа формирования шагов итерации регулярные итерационные алгоритм: мо.тлэ подразделить на стационарные, квазистационарнпз и нестационарные.

В целом необходимо рассмотреть возможные варианты ферм;.-рованил шагов итерации и исследовать полученные варианты.

Рассмотрим случай (п)=1, т.е. аддитивный итерационный алгоритм. В этом случае операционная формула алгоритма записывается в виде: f |

X--»-И 3 П Л А"А+Л Р (8)

где: А" и А+ - арифметические операции вычитания и сложения.

Этот алгоритм относится к группе стационарных алгоритмов и фактически является единственным в отой группе. При случае априорной информации стационарные алгоритмы могут быть образованы с принят'-ем (ПН1, т.е. "¡С (п) ¡=С.

Характеристика любого измерительного устройства мояет быть описана многочленом:

1ЯЧ

3 практических случаях характеристику АЦП, входящего в состав ЦИС, можно описать линейным уравнением первого порядка:

_д=(1-нсС)Х+У (9)

где: оС - относительная мультипликатизная погрешность, V -абсолютная аддитивная погрешность.

Таким ае уравнением первого порядка может. быть описана характеристика ЦАЛ, входящего в состав ЦИС с итерационной АКП:

где: К - входной код ЦАП.

Определим значения скорректированных результатов ЦИС,

применяющей аддитивный итерационный метод АКП пчл

ао)

В квазистациэнярнчх алгоритмах ^"(Н) и (п) Армируются с использованием результатов измерения входной язличгаш и по-•.•¡п.тг соотг.г: * тпп>цгм:: го^гаг'^эттм Г".-"-' "-,".•!?->;■,

#

К квазястацокарным алгоритмам откосятся аддил ъный итерационный алгоритм для которого X (П) = Уп

Для этого алгоритма операционная формула записывается следующим образом: ~~~ |

X-— И 3 Г1 И А" С А+ Ах Л Р (II)

1-Н_1

где, Ах - операция умножения, С - операция сравнения для проверки УСЛОЕКЯ (2)

Другим квазистационарным аддитивным алгоритмом является алгоритм с предварительным вычислением шага итерации по формуле:

=-ы 1 . - (12)

1+ £ ,

где^.^п и СС^д*- минимальное и максимальное значение мультипликативной погрешности прямого преобразования (АЦП).

Этот алгоритм хотя' и позволяет снизить число цоклов коррекции, ко,требует дополнительных операций измерения и вычисления. Поэтому применение данного алгоритма не Есегда целесообразно.

Другой разработанный квазистационарный итерационный алгоритм для формирования шага итерации использует следующую формулу: ^

- МУ0-УП)

Операционная формула данного алгоритма имеет вид:

I I-Ь 1

X--И 3 П Л ¡ГС А"А'А Л Р (13)

1-^^

где: А' - арифметическая операция деления.

' К нестационарным аддитивным .итерационным алгоритмам можно отнести те алгоритмы, в которых в каждом шаге итерации вычисляется оптимальный шаг итерации, например, алгоритмы, применяющие метод секущих.

В этом случае шаг итерсцни определяется следующим выражением:

Уп-ГУп-г

Несмотря на то, что регулярные итерационные алгоритмы имегт очень много разновидностей определяемых выбранным шагом итерации^ (П), эффективность этих алгоритмов не всегда удовлетворяет требованиям как по быстродействии, так и по сложности технической реализации. Поэтому, в некоторых случаях задач измерительно!? техники целесообразно применения различного рода адаптации.

В основном, это осуществляется для повышения быстродействия и сохранения относительной простоты технической реализации мо.г.е? быть разделено на две группы:

1. Адаптация с приложением двух и более регулярных алгоритмов.

2. Адаптация с изменением передаточной характеристики АЦП.

Адаптация с применение:* двух к более регулярны* итерационных алгоритмов мог.ет быть осуществлена либо прости.! переключением алгоритмов, либо адапглпнмм изменением (П) с применением одного и того ::е базового алгоритма. 3 любом случае для адаптация информационной основой является как знак разности /-¿^-П |У0-5У , таг: :: его величина.

Для .уззлн^с.нп^ кндвтсз. эЬхггтк-.'нои':;! алгоритмов мо.пот б'.ть пркм-мпмо ^ункцданзлм'се изменение У (П) (например воо-гсденив * качдрд? или извлечение из под кормя), Тэ::о,'! метод мс-ет пр:::.:.'НО;1 -только п перзмх гагах -итерации, а з далькоЛгпх сагах итграптл применяемся базовый рзгулярикЯ лтерацнскпшП алгоритм.

И^польсопамме дгух и болоз алгоритмов для сбссгсчепия гвзэкого бисгродсйзтЕмл квпвт производиться з эавдспг^гти знамения и характера с.'дплышх составляют):: погремиостей. Например, для полного лсглйпзюк аддитивной, культкпяисатарнсй и ноликеДиоЗ сосгазкяздпх момет быть применен в первом щагз а 3 последует» шагах V (П)=Уп/Уп .

3 целом адаптация с применение» изменения алгоритма . -обработки требует индивидуального подхода для каждого конкрзт-ного случая создания системы измерения.

На основе квазнстацгонарнпх алгоритмов мокко разработать адаптивные алгоритмы, которые отличаются от основные алгоритмов более высокой скоростью сходимосл . Так адаптченыЯ ллгорлтм кчазистзцио:шр::зго алгоритма (II) списывается следуваих образом:

_ 1 - (14>

Для квазистпционарпого итерационного алгоритма (13) адаптивный алгоритм записывается в следующем виде:

уп+гу»+^Г-прн

и °п" -

„у =у+ _асУц_ щи, у —Ц >0

таким же образом для алгоритма ХЧп)»4г можно записать:

У У

_"7=- "" при У0_Уп< 0

й _ (16) ^ Уо-Уп>0-

п

Подобным.образом при проверке сходимости отнсхениеы (для мультипликативного условия полной коррекции У0/1^ адаптивный алгоритм эусго алгоритма может быть записан в виде:

э«-МЦ-1 9<1 ' ' (ио

пр. СМ

Алгоритмы итерационных методов АКП могут быть реализованы, если они СХ1ДЯТСЯ, т.е. если в течении итерационных циклов результат измерения с необходимой точностью соответствует истинному значению измеряемой величины. Только при гарантированной сходимости можно применять итерационные, да.и вообще любые алгоритмы АКП.

Поскольку каждому итерационному алгоритму АКП соответствует некоторая автономная система с информационной обратной связью, то сходимость алгоритма, а значит и его реализуемость, эквивалента устойчивости этой автономной системы.

Рассмотрим условия сходимости алгоритма при котором <((П)*УП , используя методы вычислительной математики.

Если считать операции АЦП и ЦАП непрерывней, то операции АЦ11У=»^(Х) можно рассмотреть как отображение полного метрического пространства , а операции ЦАП X* Р (У), как отображение пространства б себе. Тогда алгоритм можно представать в виде Уг+]г=Лр, где Ар - оператор, действующий я простран-

стве

„ОГ.г

асно теороме сгатых отображений, если оператор Ар

будет иметь единственную неяодзиануо точку, то процесс будет

сходящиеся.

Б свете изложенного, алгоритм вьражаегся в виде оператора:

где Х- исходное значен::« изчсрясмой величины.

Согласно принципу с~атьгх отобрм:;ен/.й, если функция является однозначной, то входная величина X является неподвижной точкой оператош А,:

. ' ^ Л, -х-х

О

Оператор Ар является* огерзтэро:.! сяатлд, если: ■

Р^АрХ^-/^,;*,) 'где: ЗК^СОЩЬ^ ■> Х;£'А, Х^Х

Применяя формулу копецг-лзс прирзвеиий Лангрг.нжа, получим:

И+Но'/М-^И^1

Так:г.! образом, условия сходимости вьгоздаются формулой:

* . (20)

Тапим х'е способом мот.но определить условия сходимости и для других итерационных алгоритмов, показанных в табл.1.

В целом для обобщенных итерационных алгоритмов зозмокны и обобщенные условия сходимости. Эти условия для алгоритма

Эти условия определяют "ус. звия сходимости в большом" и позволяют определить область сходимости всех других аддитивных итерационных алгоритмов. Очевидно, что для мультипликативных алгоритмов, т.е. для обобщенного алгоритма (5) условия сходимости будут определяться по этой же формуле, но только вместо ^(П) будет поставлена $и(П)нУ (П)-Уп.

Обобщенные условия сходимости охватывают и случай, когда совмещается процесс итерационной коррекции с функциональным аналого-цифровым преобразователен.

или

Определение скорости сходимости может основываться на таком положении, как последовательное уменьшение разности между последующими приближениями. В етом случае

|Угу.Н'1у<"Уо!

.(22)

|УП+-УпИ ^1НГ"Уо|

Отсюда: и —и

. • <23>

Из последнего выражения видно, что скорость сходимости в основном определяется величиной и сходимость существует при I. В начале процесса итерационной коррекции неудачный выбор первого приближения может оказать влияние на скорость сходимости. При большом же числе циклов итераций влияние о, становится несущественным.

Эффективным методом улучшения скорости сходимости является применений адаптации при определении шага итерации. Известно, что при^(П)и йОП$Ьскорость сходимости определяется показательным законом, а при переменном шаге итерации степенным законом. При изменчивом характере переходной характеристики АЦП оказывается нецелесообразным применение ^ (П)из соображений повышения скорости сходимости. Ускорить сходимость удается путем надлежащего выбора закона изменений С?. Это объяс! чется тем, что вдали от истинного значения измеряемой величины разность между результатами измерений имеют постоянный знак независимо от изменения характеристики АЦП.

Близкое значение результата измерения и истинного значения измеряемой величины характеризуется изменением знаков разностей результатов измерения.

Рассмотрим условия сходимости алгоритма, в котором ±

■(Уо-Уп)

Если использовать обобщенные условия сходимости, то условия сходимости алгоритма определяются из следующего соотно-

вж . о^)'р"СУ)<г[ЫУ0~Уп)] ш

Зто означает, что при выполнении условий У0-Уп<I сходи-

мость алгоритма существует. Поэтому область сходимости алгоритма при линейных функциях преобразования АЦП и ЦАП может быть определена как — {< (X <

Для адаптивного алгоритма Х(П)=Уп условия сходимости будет такими: ^ „ <

<1 «25)

и 1

Условия сходимости .для случая ^7/7) = 77-

I

' (26)

1Шг

а для адаптивного алгоритма как

п<- Уо-^сх)

0 Т?ёг и С27)

Условия сходимости для алгоритмов где^ (г?) = -ц определяются как , "о

с»

уо -

Адаптация и самообучение при реализации итерационных алгоритмов служат для увеличения скорости сходимости, т.е. для выбора тех или иных оптимальных или кгазибптиыальных шагов итерации. Так как задачи измерительной техники являются зднскрите-риальными, т.е. требуется как можно быстрее погучить результат с необходимой точностью, то поиск оптимального решения нахождения шагов итерации может иметь более простую реализацию, чем задачи оптимального управления. Совмещение функций измерения и функционального преобразования не вносят з решение задачи оптимизации шага итерации существенных изменений. Частота, порядок и характер изменения функций-^(Х) ир(У) во времени определяют частоту принятия рснпения по оптимизации шагов итераций.

Оптимальным шагом итеоации может развано такое значение 2Г(Г.;, при зыборе которого независимо характера функций^ (X) и Р(У) итерационный процесс сходится за один или два шага. Т.е.

, Таким образом, есг.и корректируемый ЛЦП имеет функцию /(XMI+OQX+V,

тальк0 лиие;"1Н°й функции F (У).

Однако, на практике такой случай не может быть применен из-за того, что значение & заранее неизвестно. Отсутствие оп-риорной информации о характере функций преобразования ^(X) и р(У) можно восполнить, используя текудук информация о промежуточных результатах измерения- Поэтому большинство алгоритмов в табл.1 предусматривает фэсмктэование <f (П) по результатам У0, У0, Ул и Уп .

Использование такого п'цхода сомообучсния основано на том факте, что функция ^(Х) к F(У) монотонны и неразрывны в пределах области определения.

Адаптация ^"(П) с самообучением мокст быть проведена еле-дувшим образом. Допустим ка некоторой точки, например, из точки Ук с шагом ¿'(П), проведен один цикл итерационной коррекции.. При этом рассмотрим случай линейной характеристики F(У). Тогда для алгоритма применяющего метод секущих получим:

Принимая во внимание то, что ~jf (Л), на каждом .цикле уточняется, мочено записать:

Из этого выражения следует, что если У0-Ук+Т и F(У,{)-р(У0) имещт одинаковые знакиД}|'(П)> 0 и таг "¡f (f) больше оптимального и должен быть уменыззн; а в противном случае при ДК (п)<0, шаг "Jf(n) должен быть увеличен. Так как функции fi(X) и F (У) монотонны, то правило для определения направления шага итерации ,\i04CCT быть записано в следующем- виде: ч

i^"[F)-FCVй^"р(У0)-F(Уп)]= -1 ^^

ty* [F(ya)-F(tfK+1)].^ n[F&0)-r(yn)J^i ф)< 0, Ш<?оп

Таким образом, проверяя данное условие б каждом шаге итерации, можно получить значзние У" (И)=2оп• Такой алгоритм является самообучающимся и адаптирует работу ус-^ойства к изменениям функции ß (X) и F (У).

Высокая эффективность итерационных методов Alffl позволяет построить высокоточные ЦИС. Однако, применение итерационных методов AICH, не всегда отвечает всем требованиям, предъявленным к тому или другому ЦИС. Одним из требований, которое не удается выполнить, является по:/.ехозаиг.:ценность ЦИС. Для обеспечения высокой помехозащищенности необходимо выбирать время интегрирования входного сигнала равны.! или кратным периоду помехи £2,17, 27,36,40] .

При применении итерационных методов погрешности вызванная нестабильностью времени интегрирования, выбранного равным или кратным периоду помехи, монет быть исключена наряду с другими погрешностями, как мультипликативная погрешность "грубого" АЦП. При этом аппаратурная реализация ЦИС практически не усложняется. Операционная формула такого алгоритма описывается в следующем виде: I-

Нв—rh

X-1-— И 3 П И А Л Р • (32)

L_*

где Нв - операция настройки (опте юдстройки) времени интегрирования.

При применении алгоритмов (32) передаточная характеристика "грубого" АЦП, входяцего в состав ЦИС, будет иметь вид:

Ч0=[()+«.)Х-1-УЮ+о^ СЗХ)

где, 0in- относительная мультипликативная погресност! за счет изменения периода помехи.

В этом случае П-ft скорректированный результат измерения ЦИС, применяющий аддитивный итерационный метод АКП будет равен:

(зз)

При измерении электрических величин (напряжение, ток, сопротивление и т.д.) и некоторых неэлекгрических величин (давление и т.д.) основной помехой является помеха с частотой разной или кратной частоте питающей сети. Поэтому целесообразно, при измерении таких величин формировать лрг.ч'я намерения равным ¡пи ';ратнь'.! периоду пптзодей сети. При измерении электрических величин погреичость ^'ili, поскольку остота напряжения питаа-г/.Л «¿та.мотет колебчтьел в прзделзх. 50- 0,5 Гц. Поэтому уже в первом скорреятг.рэз;Н;!0,ч результате, пз.~рглноеть из-за нестабильности «рг; составит и» С wi 0,Ol/>,

Структурная схема ЦЛС для измерения напряжения постоянного тока с формированием времени измерения равным или кратным периоду питающей сети, показана на рис.1. ЦИС состоит из входного переключателя ВП, преобразователя напряжения в частоту ПНЧ, ключа счета КС, реверсивного счетчика РС (в общем случае вычислительного устройства ВУ), матрицы перезаписи Ш, цифро-анаяогопреобразователя ЦАП, формирующего устройства Ш и блока управления ВУ.

Оценим коэффициент подаления помехи, который является функцией пяти переменных:

НС ) ^нл > ^пиах) (34)

'п

где К^ - коэффициент несимметричности помехи, К^- коэффициент нелинейности измерительного прибора; ипглах ~ амплитудное значение напряжения помехи.

Воздействие на результат измерения несимметричности полуволн помехи л^ля всех ЦИС, в том числе и самокорректирующихся, одинаково и его определение весьма затруднительно. Нелинейности передаточных характеристик аналого-цифрового преобразоьателейй особенно сильно влияют на результат измерения.

Погрешность результата измерения, вызванная нелинейность передаточной характеристики самокорректирующихся ЦИС практически может быть определена следующим образом:

ДЩил--Тй--V Цмих^ №<35>

где Мц - число периодов помехи, укладывающейся во время интегрирования; ДС^иДС^- среднее отклонение чувствительности грубой измерительной цепи от номинальной при отрицательных и положительных полупериодах помехи.

Суммарная погрешность результата измерения, обусловленная напряжением поыехи, будет иметь вид:

дКпС= - ["'К"^НЩ;^)^ т? {3б)

Коэффициент подавления поыехи будет определяться следующим выражением: cry \ сгт

Для рассмотренных структур, т.е. при

TM = fVTn К= 1,2,3...)

и ^ «О, формулу (37) можно переписать э виде

вс= 20 20 tyl wn И»-

Таким образом, по этим формулам при известной характеристике "грубой" измерительной цепи может быть определена степень помехо0ащищенности, а п случаях когда известны требования к помехозащищенности !£1С, может быть расчитана допустимая нелинейность характеристики "грубого" АЦП.

В измерительной практике нчряду с необходимостью обеспечения высокой точности встречаются необходимость совмещения цифрового измерения с функциональным преобразованием результатов измерения. Так как.измерительно-вычислительный процесс по итерационным методам АКД основан на последовательном приближении величины выходного сигнала ЦАП к величине измеряемого сиг-чала, то управляющий ЦАПом код при этом пропорционален отноше-шп измеряемого сигнала к величине исходного сигнала опорного источника ЦАП. Таким образом, если в качестве последнего использовать вторую измеряемую величину, то в случае соблюдения ус-ювий сходимости измерительно-вычислительного процесса, управляющий ЦАПом код окажется пропорциональны.! отношению двух входное величин [3,о9]. Операционная формула такого алгоритма 5у-!,от иметь вид:

Хг-Я—i

Xj--11 3 Л И|ЛР (39)

Ка рисунке 2 приведена блок-схема L^ÍC, в которой произ-одится процесс измерения отношения двух напряжений с применено» аддитивного итерационного метода АКП. Применительно к дан-эму случаи измерительно-вычислительный процесс строится слодую-лм образом. Производится цифровое измерение (аналого-цифровое реобразозпчие) одного из входных напряжений U,. Полученный ¡Фрезой эквивалент запоминается в рег,;.'тре памяти (FII) вы-юлительного устройства (ВУ) и подаете;? на управляющий вход 1П; причем в это время но. аналоговый вход ЦАП, то есть в ка-'стве напряжения опорного источника, подается второе напряяе-;о tí,. В результате шдсодное напряжение ЦАП Ик0 оказывается

пропорциональным произведению напряжения 11 ¡, и на величины управляющего кода. Измеряется напряжение 11кои полученный цифровой эквивалент вычитается а ВУ из запомненного ранее.

Путем повторного измерения напряжения И, уточняется цифровое выражение последнего, которое в ВУ складывается с ранее полученной разностью. Новый цифровой эквивалент из ВУ переписывается в РП и выбирает на входе ЦА11 соответствующее напряжение первого приближения . Таким образом, осуществляют первый такт приближения. Далее, по необходимости, измерительно-вычислительный процесс может быть аналогично продолжен.

Напряжение на выходе Ц.'Л связано с управляющим кодом следующим соотношением:

Ук=7

"г

где: - емкость управляющего счетчика.

Очевидно, что в случае сходимости ИклИ(, управляющий код У оказыазется пропорциональным отношению входных напряжений.

Из изложенного вытекает необходимость рассмотрения уело-' вий сходимости измерительного итерационного процесса, а также накладываемые этими условиями ограничения и особенности работы по приведенному алгоритму с режиме измерения отношения двух напряжений. При наличии аддитивной и мультипликативной погрешности "грубого АЦП результат преобразования в напряжение цифрового эквивалента входного напряжения.!/^ можно представить в виде:

Напряжение П -го прибле;:сения при условии неизменности передаточной характеристики основной измерительной цеп:; ( СС- и V ) и входных напряжений в процессе измерения определяется из

-п+лШ

Мя

п

(41)

Очевидно, что первая часть выракепия сходится к , если существует предел

Откуда следует искомое условие сходимости

Ш

0<МЙ,|<2

(42)

Эффективность итерационного алгоритма тем выше, чем ближе величина входного напряжения к величине напряжения информационной обратной связи (выходного напряжения ЦАП), которое выбирается по результатам "грубого измерения входной еоличины; то есть, эффективность тем выше, чем меньше сб. В случае :хе измерения отношения близость этих напряжений определяется не .

только величиной й. , но и коэффициентом передачи . Таким

11 Ыт

образом, широкий диапозон изменения и2 приводит к значительно;.^ снижению эффективности итерационного алгоритма и как следствие, к готерям в быстродействии.

Идея повышения быстродействия вытекает из приведенного анализа выражения (42) и основана на наибольшем приближении этого выражения к единице, так как при этом эффективность алгоритма близка к максимальной. Сказанное может осуществляться путем изменения чувствительности АЦП, в соответствии в величиной напряжения Иг . Причем, физически это вполне допустимо, так как в отличие от измерения одного напряжения, результат измерения отношения - величина безразмерная.

Один из практических вариантов этого решения может быть реализован следующий образом. Первоначально устанавливается минимальная чувствительность АЦП. Напряжение ^г . меньшее из входнлх по величине, подключается на вход АЩ (входной переключатель при этом должен быть трехпооиционным), Производится "грубое" измерение напряжения Иг . По показаниям,двух старших декад, причем информация-младшей из них используется в том лишь смысле больпе показания этой декады половины или меньше,.чувствительность. АЦП изменяется блоком изменения чувствительности (Е.'ГЧ) таким образом, чтобы с определенной точностью (реально весьма грубо) цифровое измерение напряжения соответствовало максимуму шкалы, осуществляя тем самым приближенное равенство £1-1 й- АГт, Схемная реализация при этом усложняется (рис.2) введением в блок управления дешифратора (ДШ) и блока БИЧ, а сам АЦП доллен обладать возможностью дискретного изменения чувствительности. Далее процесс измерения осуществляется аналогично описанному выше при неизменной величине выбранной чувствительности АЦП.

Операционная формула такого алгоритма описывается следующим образом: I-*

и2-1-»-и Н

Иг П -И А Л Р (43)

где Н^ _ операция настройки чувствительности АЦП.

По этому алгоритму может быть построен ЦЛС с применением любого итерационного метода для измерения электрических величин. В случае измерения отношения неэлектрических величин применение алгоритма и одного преобразователя неэлектрических величин в электрическую позволяет значительно улучтшть точность измерения. Особое улучшение характеристик ЦЛС для измерения отношений получается при совмещении этого алгоритма с алгоритмом (32). При этом обеспечивается такие высокая помехозащищенность ЦЛС. Операционная формула такого алгоритма будет иметь вид

V

•И н4-

у—| (44)

-И 3 П И А Л Р

J

Особо следует отметить высокую помехозащищенность цифрового измерителя•отнопения и простоту реализации алгоритма. Дело в том, что измерение отношения легко можно осуществить по методу двухтактного интегрирования, если во втором такте интегрировать второе входное напряжение. Однако, помехозащищенность во втором такте обеспечить невозможно г^зиду того, что время интегрирования во втором такте произвольно и никак не может быть синхронизировано с помехой. Поэтому, при необходимости обеспечения высокой помехозащищенности, производятся два отдельных измерения, а отношение двух параметров получается путем цифрового деления этих результатов измерения. Такая организация ЦИС успожнл ,т ее структуру. ЦЛС, реализованная по этому алгоритму свободно от этих недостатков. Выражение для напряжения Г) -го приближения в этом случае монет быть представле-

!Ю В ВВДв! ИК„= ^-И^^П^п)!]""} 4.

Условия сходимости для этого случая будет тлеть вид:

Одним из недостатков итерационных методов АКТ и других методов, использующих для коррекции погрешности комбинации

образцовых мер, язлггется необходимость обеспечения применяемых в них ЦДЛ кяеэдуа высокую, росную .АЦП, чувствительность. Этот фактор зачастуго ;.;o;ser сузить динамический диапозон 1Д1С. Поэтому нами разработан алгоритм итерационной коррекции, частично редакции эту задачу. Операционная формула алгоритма, названного методом двухступенчатых итераций, имеет следующий ввд:

А- , -1 ,_.

..... - - V J и n------

Х-

-К 3 II И А Л Р а- у 3 И 3 П И А Л Р

I-1. I !_!

где а - операция витания двух аналоговых сигналов; у - операция аналогового усиления; з - операция аналогового запоминания.

Суть алгоритма заключается в том, что* сначала производится итерационная коррекция старших разрядов результата измерения, затем разница измеряемого параметра и параметра, точно соответ-стзуятего старт:« разрядам результата измерения, усиливается и запоминается в аналогором запсмкнзвзгп устройство. Далее эта разница'измеряется и уточняется, а сто результат вводится у-хе в мяадлло разрчди результата измерения. Для избежания умен'.зе-няя отноксипя сигнала к почгхэ во второй ступени итерации, время аналогового запоминания долото бить синхронизировано с переводом кривей• помех:! через нуль.

Такая организация работы ЦИС позволяет уменьшить количество разрядов ЦАП в два раза, что приводит к его существенному упрощению и уменьшения разрешапщей спобобности.

Структурная схема ЦИС реализующей этот алгоритм показана чп рис. 3. Как видно из рис.3 по сравнению с традиционной структурной схемой, реализующей итерационные методы, в нее ввезен дифференциальный усилитель и аналоговое запоминающее устройство, а входной пбрекчвчатель имеет т^и переключающие контакта .

Еще одним общим для всех итерационных методов ЛКП иедос-. татком является их низкое быстродействие. Например, при У(П)«>1 длт получения !1 -го скорректированного результата требуется проведение (2П +1) операции измерения с последующей арк^лети-чсст,л7 обработкой. Хотя возможно один : тз измерить входной параметр и заполнить его результат, а з-том при дчльнеПпей обработке использовать его для получения всех скорректированных результатов. Ко аппаратурная реализация этого алгоритма не при-

водит к существенному сокращению времени измерения. Это объясняется потерями времени на обращение к запомненному коду и последующ'*) арифметическую обработку.

Дня устранения вышеназванного недостатка нами предложен и аппаратурно реализован алгоритм аддитивной итерационной коррекции, позволяющий получить П -й скорректированный результат после проведения (П +1) измерения. Операционная формула этого алгоритма мо-ет быть представлена-в следующем виде | ; [

X-ЗЗПИФАЛР ' (48)

Ц-* |

где Ф - операция формирования кода погрешности.

Структурная схема ЦИС для измерения напряжения, реализующая этот алгоритм, представлена на рис.4. Б этой ЦИС код погрешности .образуется и корректирует результат предыдущего измерения параллельно благодаря представлению результатов измерения в число-импульсашл коде. Указанная б рис.4 ЦИС функционирует следующим образом.

Первоначально ко входу АЦП с помощью входного'переключателя ВП подключается источник измеряемого сигнала И^. Код измеряемого сигнала, преобразованного в АЦП, записывается в счетчик (Су), откуда парралельно через клич К2 подается в регистр хранения (РХ) исходного кода и регистр оперативной памяти (РП).

Из РП код переписывается в вычислительное устройство (ВУ) и поддается на вход ЦАП. На входе последней получается напряжение, равное по величине результату аналого-цифрового преобразования входного сигнала (со всеми погрешностями). Выходное напряжение ЦАП с помощью ВП подается на вход АЦП. Производится цифровое преобразование этого напряжения. Образующийся код последовательно, по мере получения, вводится в предварительно обнуленный счетчик до сравнения с исходным кодом измеряемой величины, момент которого отмечается схевой сравнения кодов (ССК). Далее код ошибки формируется следующим образом.

Если момент сравнения наступил раньше, чем произошло полное преобразование.выходного напряжения ЦАП в цифровой код, то код погрешности.первого приближения, соответствующий разности (остатку) между образующимся и исходным кодами, через ьлгоч поступает в ВУ, где вычитается из ранее записанного кода измеряемого сигнала.

Если ке код вспомогательного напряжения ЦАЛ уже сформировался, а момент сравнения еще не наступил, то код погрешности первого приближения, соответствующий разности исходного и полученного (то есть остатку до момента сравнения), через К^- поступает в ВУ, где складывается с исходным.

Для управления работой ВУ на сложение или вычитание в блоке управления (БУ) предусматривается схема, определяющая приоритет прихода сигнала окончания измерения или момента сравнения. Полученный первый скорректированный результат из ВУ переписываемоя в РП, откуда далее поступает на вход ЦАП, набирая на его выходе соответствующее напряжение.

Полученное напряжение вновь измеряется в результате вышеописанной обработке во втором цикле измерения в ВУ и образуется второй скорректированный результат, определяющий следующее выходное напряжение ЦАП.

Далее, аналогично, коррекция может продолжаться заданное число раз.

Результаты цифровых измерений полученные в процессе коррекции по алгоритму, могут быть ан .литически представлены следующим выражением:

у» = «°+|:Д с«

где N^ - алгебраическая сумма кодов корректирующих в каждом

п^-^-Г^-и^ №0>

В процессе измерения возможна ситуация, когда погрешность измерения оказывается скорректированной с заданной точностью, а измерительно-вычислительный процесс еще не закончен, что приводит к потерям з быстродействии. В алгоритме это легко устраняется путем прекращения измерительно-вычислительного процесса втом случае, если код погрешности не формируется. Операционная формула такого алгоритма может быть представлена в виде:

{-,

X-.-И ^ 3 П И |А Р (51)

В этом случае блок управления ЦИС должен предусматривать возможность остановки измерительно-вычислительного процесса при достижении условия полной коррекции.

Для увеличения быстродействия ЦИС перед началом измери-

тельновычислительного процесса можно учитывать аддитивную погрешность измерения путей установки в реверсивном счетчике числа дополнительного коду аддитивной погрешности. Однако, изменение величины аддитивной погрешности в течение времени снижает эффективность этого способа.

Ниже рассматривается модификация АИМАКП, позволяющего увеличить быстродействие и тем самым эффективность'этого метода.

Измерительно-вычислительный процесс по этому алгоритму строится следующим образом. Перед началом измерительно-вычислительного процесса сигналом "запуск" в реверсивном счетчике устанавливается некоторое предварительное число Н0 ■ вход "грубого" АЦП подключается к выходу ЦАЛ. После этого начинается процесс измерения Хп - выходной величины ЦАП, значение которой с заданной степенью точности соответствует в аналого-• вом виде чис \у У0.

• П -й скорректированный результат в этом случае.равен:

Уа=Х-(-0С)П(Х-Хп) (52)

Как видно из формулы, уже после первого цикла коррекции устраняется воздействие аддитивной погрешности на результат измерения. Поэтому целесообразно проанализировать - какая величина кода ]\Г0 должна быть выбрана с тем, чтобы удалось существенно увеличить скорость получения результата измерения с необходимой точностью. Очевидно, что наилучшие результаты можно полуить при выборе Кд в середине шкалы, т.е. так как при любом другом значении величина разности может быть больше 0,5Хтм. Это особенно проявляется в крайних точках шкалы. Скажем если принять «=0, то И-й скорректированный результат будет иметь вид: « л

уп=х-<-*)"х = х[1-(-ос) } ш

. Операционная формула этого алгоритма может быть записана

в следующем виде: 1 ^ ■ ^ у-»-П И А~3

1л.

X—И П И А"И А+3... (54)

1

где У -операция предварительной установки К0 .

РГ Р2

Рассмотренный принцип выбора начальной точки приближен-ния к истинному значению измеряемой величины очевидно может быть с успехом применен к другим разновидностям итерационных алгоритмов.

Рассмотрим структуру многоканального ЦИС с последовательным опросом входным параметров (рис.5). Эти системы [8,2_, 22,23,26,32,443 состоят из коммутатора К на П7 каналов измеряемых величин, (ТП +1)-го канала для подключения выхода ЦАП, Выход гоммутатора подключен на вход "грубого" АЦП.

Программа работы этого ЦИС задается блоком управления БУ. В состав ЦИС также входит вычислительное устройство ВУ, выполняющее арифметические операции данного итерационного метода и блок памяти БП для хранения промежуточных результатов измерения, схема сравнения Сг., сравнивающая два последних результата измерения и ведающая сигнал для остановки измерительно-вычислительного процесса.при равных результатах, а также устройство регистрации и индикации УРИ.

■ Операционная формула описанной ЦИС имеет вид:

\-1

-И 3 П И А С 1 I Р (55)

I_} Ш

£

V

5й

где I - оператор для увеличения индекса канала на единицу (Iя

. Время измерения такой'ЦИС для П -го цикла коррекции определяется следующим образом

Т=(гы)тп+2П-Тк (56)

где Тк - суммарное время переключения ключей коммутатора и ЦАП.

Применение в ЦйС итерационных методов АКП позволяет помимо повынения точности, помехозащищенности и метрологической надежности, обеспечивать работу в широком температурном диапо-зоне, а также позволяет исключить частую калибровку АЦП, входящего в состав системы. Помимо этих преимуществ в такой ЦИС удается существенно снизить погрешности входного коммутатора, что позволяет выполнить его на бесконтактных элементах. Последнее покажем на примере ЦИС для измерения напряжений, использующую аддитивный итерационный метод АКП. Сначала рассмотрим погрешности скорректированных результатов от остаточных напряжений ключей. Предположим, что АЦП имеет харак-

тернстику У* (1ДХ). Тогда скорректированные результаты изм-мерения входного напряжения будут иметь вид:

уог=/(ах+йЦк)

У^Уо-ЯС^У^+^т+З + Уо

Уг=У1-/[(иц< = У<)+^т+04-Уо .(57)

Уп= Уп-г +&ит+1]+% .

где Л11к- остаточное напряжение К-го ключа, дЦ^^^- остаточное напряжение (т+1)-го ключа, подключающего выход ЦАП ко входу АЦП.

Следовательно, для П -го скорректированного результата погрешность от остаточных напряжений ключей коммутатора быть определяться формулой:

= • (58)

где ^{[(и = Уп.1(их+Ди'=)} - согласно теоремы Лангранжа.

Полученное соотношение может быть применено последовательно П рас и в итоге получлм:

Таким образом, в результате погрешность от остаточных напряжений ключей будет представляться как разность между двумя остаточными напряжениями. Физический смысл этого определения очевиден потому, что если имеется равенство Ц^-ьДи,^

— ^"'"^т-н , Т1" погрешность от остаточных напряжений будет отсутствовать, в противном случае будет определяться разностью дЫт+(-йик

Аналогичны»! образом можно показать, что и другие паразитные параметры ключей (например, остаточное сопротивление) будут влиять как разнос!о этих параметров для двух ключей участвующих в измерительном процессе.

В большинстве практических случаев многоканальные ЦИС по структуре рис.6 удовлетворяют предъявленным требованиям. Однако, если требуется и высокая помехозащищенность помимо других характеристик, то такая система по быстродействии знаиительно уступает другим.

Наш! предложен алгоритм работы ЦИС с итерационной коррекцией, применяя который можно существенно повысить быстродействие [1б] . Эти алгоритмы совмещают работу ЩС с итерационной АКП с методами исключений случайной погрешности, т.е. методами многократных и многоканальных измерений. При совмещении итерационных алгоритмов с методами многократных измерений для обеспечения высокой помехозащищенности опрос датчиков производится четное число раз за. зремя, симметрично разнесенное относительно перехода по; ехи через нуль. В этом случае за один период помехи может быть опрошено несколько датчиков. Операционная формула этого алгоритма представляется в виде

Гв'

X,

-И 3

'011

021

"ОШ

И АЗ

012

•У,

022

0ТП21

А+Л И А~С Л I Р

Ш|

Как видно из операционной формул*. входная величина измеряется дважды и эти результаты суммируются. Результат суммирования в дальнейшем берется как результат "грубого" измерения и уточняется тем или другим итерационным методом. Важным при этом является четкая синхронизация времени измерения первых двух измерений, которые должны производиться в отрицательной и положительной полуволнах кривой пс.-лхи. В этом случае результат "грубого измерения определя-г-тся следующим образом:

'т сГ и

(СО)

Г гтТ^1 32'

Так какт -1,3,5... , то ГУ.(Ь)сИ=~ I Хфа*

о "п

Поэтому У*Х(1+И )+У - результату грубого измерения будет

свободен от влияний помехи. Также очевидно, что чибло "грубых измерений за период могла быть и больше, чем два (но обязательно четным), причем в этом случае помехозащищенность ЦИС улучшится по сравнению с двумя измерениями.

Недостатками итерационных методов являются невозможность исключения погрешностей входного аналогового переключателя и ЦАП. На рис.б показана структура цифрового измерителя, . позволяющего существенно снизить эти недостатки. Рассмотрим работу устройства.

Если считать, что блоки устройства имею? следующие характеристики:

АЦП : У « (I X

ЦАПц: X « (I У +ДС (60

входной сумматор: ХВЬК«=(Х+ХЦ)(1+0{С)+Дс

В начале измерительно-вычислительного процесса переключатели П1 и П2 находятся в' положении I. При этом при применении ^(П)в1 грубый результат измерения получается равным

где Д = Дс + Дц > о6 = о£с+о£^о(< сгс

Далее переключатели П1 и Г12 переводятся в положение 2, проводится измерение обратно преобразованной У0, а полученный результат вычитается из "грубого" результата. В итоге, получается начальная разность (или поправка):

При этом П -й скорректированный результат имеет вид:

Как видно из этой формулы, .в результате реализации этого метода удается существенно уменьшить (практически полностью исключить) всех погрешностей блоков, кроме мультипликативной погрешности ЦАП, уменьшение которого целесообразно осуществить к о н с т р,у к ти з н »(и е тода м и.

Увеличению быстродействия многоканальных ЦИС с последовательным опросом способствует реализация в них несколько модернизированного алгоритма (54).

В устройстве на рис.7 этот алгоритм реализуется следующим образом: вначале сигналом "запуск" устанавливается а нулевое положение двоичный счетчик ДС и в определенное положение РС, а в первый разряд кольцевого регистра сдвига (КР) записывается лидирующая единица. Таким образом, на вход ПНЧ подключается при помощи (Л1+1)-го ключа коммутатора выходное напряжение ЦАП. С приходом первого импульса от генератора, первый триггер блока управления переходит в положение "I" и разрешает производить измерение выходного сигнала ЦАП, точно 'соответствующего предварительному коду }{п в режиме вычитания.

3 рс v

В итоге получается результат:

Продолжая измерительно-вычислительный процесс, в итоге получим П.-Й скорректированный рг зультат первого канала изме-

у,„=х,-Нп(хгх0) «.,

После необходимого числа циклов коррекции, определяемого емкостью двоичного счетчика, на выходе счетчика получается импульс, который сдвигает лидирующую единицу регистра сдвига на одни иаг. В результате начинается измерительно-вычислительный процесс по уточнению информации второго канала. Однако, в этой случае, в отличие от получения информации от первого канала, в качестве предварительной цифры в реверсивном счетчике (№0 ) используется записанный в нем скорректированный результат первого канала измерения Хр

Поэтому П -й скорректированный результат т-го канала измерения получится в виде:

:<,т=Хт-(-<1(Х"-Х(т-0п) (65)

Увеличению быстродействия ЦИС по этой структуре по сравнению с предыдущим способствует уменьшение времени получения первого скорректированного результата в каждом канале :;а один такт (в целом, вместо Зт измерений - 2т измерений}, •1 также использование скорректированного результата лглздздуще ■ : ) для :гтльчсЯ точи;: итерации иоспр $у»эз?го к .шала.

Другим, более важным, источником увеличения быстродействия -является улучшение сходимости итерационного измерительно-вычислительного процесса, т.е. уменьшение числа циклов коррекции за счет выбора начальной точ*ш итерации. Это объясняется тем, что в формуле (65)

Xm-X(m_0íl<Xma, иди. при хе (0,1)

Если в ЩС входные сигналы подключить таким образом, что вероятные значения соседних каналов будут близкими друг к Другу, в этом случае Х,^ - I то, тогда для полу-

чения скорректированного результата с необходимой точностью достаточно будет проведения даже одного цикла коррекции. В этом случае очевидно и упрощение управляющего, устройства многоканального ЦИС. '

Для реления различных задач практики измерений необходимо рассмотреть различные структуры ЦИС с итерационной АКП. • Разработаны структуры [9,10,29,30,31,33,43,45J и практически реализованы ЦИС с время-импульсным, широтно-импульсным и частотно-импульсным методом промежуточного преобразования. На рис.8 показана структура ЦИС с время-импульсным преобразованием.

Устройство работает следующим' образом. В начальный момени измеряемый параметр X при помощи входного переключателя Bil, который управляется триггером Т7 блока управления БУ, подключен к входа сравнивающего устройства СУ. lio сигналу "запуск" триггеры Т4-Т6 блока управления устанавливаются в нулевое положение. Йри этом на контактах 0,1,2 и 3 переключателя-П блока управления возникает нулевой потенциал. При нахождении переключателя П в положение 0, БУ останавливает измерительный процесс после получения непосредственного измерения. При установке переключателя II в положение 1,2 и 3 БУ устанавливает из-мерительно-вь шслительный процесс по получению соответственно 1-го, 2-го и 3-го скорректированного результата измерения.

Структура итерационной ЦИС с широтно-импульсным преобразованием отличается от предыдущей структуры (рис.8) тем, что в ней сравнивающее устройство, генератор развертки и генератор тактовых импульсов заменяется на преобразователь напряжения в пропорциональный период импульсов.

Структурная схема итерационной ВДС с промежуточным частотным преобразованием показана на рис.9 В этой структуре получение высокой точности и высокой помехозащищенности обеспе-

чивается при помощи)запоминания длительности измерительного интервала, сформированного из сетевого напряжения и использования его для последующих циклов измерения, с синхронизацией начала каждого измерительного интервала с началом следующих периодов сетевого напряжения. Точность воспроизведения запомненного времени измерения будет зависить только от значения крактовременной нестабильности частоты ГИ. Применяя в качестве 1И обычный С - генератор, можно достичь значения кратковременной стабильности порядка что позволяет воспроизвести первоначальное время измерения с точностью 0,0005*0,0001%.

Оценим козфф ,иент подавления помехи промышленной питающей сети. Так как измерительно-вычислительный процесс производится в течение времени десяти периодов питающей сети, была исследована кратковременая нестабильность соседних десяти периодов питающей сети. Исследования показали, что их максимальный разброс не превышает (0,02*0,06)%.

Минимальное значение коэффициента В при 1Р «0, т.е. синхронизации начала измерений с начальной фазой помехи будет

Обеспечение минимального коэффициента, В,^ =120дБ является достаточной предпосылкой для измерения с погрешностью не более 0,0005*0,00К, т.к. при таком значении коэффициента подавления воздействия помехи на результат'измерения уменьшается примерно в миллион раз.

При построении ЩС с итерационной коррекцией погрешностей особое внимание должно уделяться обеспечения высокой точности ЦЛП, так как точность ЩС практически определяется его точностью.

Из методов цифро-аналогового преобразования наиболее распространенным является мзтод преобразования с применением делительных устройстз, например, для электрических величин рсзистивных и трансформаторных делителей. Однако при построении ЦАП на делительных устройствах обеспечение высокой разрешающей способности и точности не всег;:;; целесообразно и возможно. Это объясняется трудностью изготовления делительных элементов и т.д.

Более высокую результирующую точность и разрешающую способность может обеспечить ЦАП с широтно-имлульсным преобразованием кода в аналоговую величину.

Структурная схема ЦИС для измерения напряжения с итерационной коррекцией погрешности с обратным преобразователем код-временной интервал показан на рис.10.

Такая ЦИС состоит из источника опорного напряжения ИН, аналоговых ключей К1 и К2, интегратора Инг, "грубого" АЦП, ключа счета КС, вычислительного устройства ВУ, регистра памяти РП, преобразователя кода во временной интервал ПКВ, блока управления БУ и узла коррекции дрейфа нуля интегратора УВД, устояв'.31Ч> из логических узлов НЕ, И и аналогового ключа КЗ. При этом первый скорректированный результат получается в виде:

ТпЦх ~~ ТхоЦоп

си

П -й скорректированный результат имеет вид: .

П - Ц — Тх(т1-0 Цоп-ЦхТг)

УЦ- У«-1 (67)

На практике интеграторы имеют.как аддитивную (дрейф ну; 1), так и мультипликативную (изменения коэффициента передачи) погрешности. Влияние мультипликативной погрешности в ЦИС по этой структуре корректируется благодаря,применению итерационных методов АКП. Аддитивная погрешность интегратора приводит к некоторой погрешности. .

Предложен способ для коррекции указанной составляющей погрешности, который заключается в том, что в интеграторе после интегрирования IIоп за время Т^ интегрируется напряжение дрейфа II др. за время. Т^Т^.

Аппаратурная реализация способа очень проста. С этой целью в устройство добавлены логические узлы НЕ, И, а также аналоговый ключ КЗ, который замыкает вход интегратора на общую шину на время Ти-Тга.

Измерения напряжений :еременного тока в условиях, когда требултся высокая точность и широкий частотный диапозон измерений, обеспечивается предложенной структурой показанной на рис.11. Идея обеспечения широкого частотного диапозона заключается в тол?, что измеритель, работающий с применением итерационного алгоритма постоянного ы^.га (¡Чп)»! в качестве

У

опорного напряжения ЦАП, использует Ц)п = ^олЛ+ ^ (^х) > т.е. сумму постоянного и меняющегося пропорционально частоте входного сигнала напряжений.

Измеритель кроме известных блоков содержит преобразователь частота - напряжение ПЧН и суммирующий усилитель СУ.

Другой измеритель напряжений переменного тока, структурная схема которого показана на рис.12, для повышения точности и расширения частотного диапозона использует метод формирования переменного опорного напряжения, частота которого меняется пропорционально частоте входного измеряемого сипнзла [40] • Для этого в структуру введен умножитель УЧ, блок изменения направления счета, второй реверсивный счетчик и цифровой управляемый делитель напряжения. Благодаря такой организации измерительного процесса частотная погрешность наряду с другими корректируется полностью. -

Разработан цифровой измеритель среднего значения и частоты напряжения переменного токг низких и инфронизких частот [б]. Структура этого устройства показана на рис.13, которая работает по методу двухтактного интегрирования, где во втором такте интегрирования опорное напряжение зависит от делитеаьности полупериода входного сигнала

В первом цикле измерения входное напряжение и выход генератора опорной частоты через аналоговый ключ К^ ¡, схему "И|н подключаются соответственно к входам интеграторз /Инт./ и счетчика периода устройства СТ на время, задаваемое определителем полупериода и его полярности ПЛ. Таким образом, по прошествии полупериода изменения входного напряжения в счетчике периода зафиксируется пропорциональный длительности полупериода код, а величина выходного напряжения интегратора будет соответствовать интегралу по полупэрноду входного сигнала. Код счетчика периода, наберет на выходе УДН пропорциональное длительности полупериода входного сигнала напряжение. Полярность последнего выбирается противоположной полярности выделенной полуволны входного сигнала, определяемой ПП. Счетчик полупериода, УДН и ИОН образуют преобразователь кода, пропорциональный длительности полупериода входного сигнала, в напряжение /ПКН/. Последнее во втором цикле измерения через ключ К^ подается на вход интегратора.

Интегрирование этого напряжения производится до момента равенства нулю 'выходного напряжения интегратора. Подсчитанное за это время количество импульсов прошедшее черер ыхиму "Hg" на рабочий счетчик CF пропорционально среднему значению входного напряжения.

Действительно, интегрирование напряжения ПКН, пропорционального полупериоду входного сигнала, с начальными условиями, соответствующими полученному в первом цикле интегралу по полупериоду входного сигнала U.0X, за время ix, ограниченное моментом равенства нулю выходного напряжения интегратора, может быть описано^следующим уравнением

A/V^fc/V-t

о О

где Т - период входного сигнала, RC-постоянная времени интегратора, Ux-K £ - входное напряжение ПКН. Т.к. величина напряжения неизменна за время интегрирования его во втором цикле*измерения, последнее выражение может быть переписано в виде ^

(*)

Очевидно, что правая часть полученного выражения пропорциональна среднему значению входного напряжения. Из последнего выражения также следует, что форма входного напряжения может быть как си-усоидальной, так и несинусоидальной.

Работа устройства в режиме измерения частоты осуществляется также в два цикла /при отом переключатели П1-П4 устанавливаются в положение 2/. В первом цикле преобразование полупериода входной частоты в пропорциональное напряжение производится аналогично описанному выше. При этом блок управления не учитывает полярность выделенной полуволны входного сигнала,т.е. последний не производит переключения полярности напряжения ИН. Интегратор, нул-орган и устройство обратной связи УОС, форми-руищее импульсы стабильной вольтсекундной площади, представляют собой преобразователь напряжения в частоту, работающего в автоколебательном режиме интегрирования напряжения ИН, подключенного на вход интегратора через ключ Kj.

Управление частотой ШЧ производится за счет изменения порогового напряжения НО, являющего выходным напряжениемШН, Ьо втором цикле производится измерение частоты ШЧ за время,

задаваемое датчикам времени ДВ,

Управление ПНЧ, частота которого управляется посредством изменения порогового напряжения НО, может быть записано в следующем виде +х

А /

0

где Ьт- период следования ¡шпульсов полученной частоты, -

напряжение Ш.

Отсюда период полученной частоты оказывается связанным с периодом входного сигнала следующим соотношением:

.1. „К15..Т

ги0 1 (69)

Тогда число импульсов, зафиксированное з рабочем счетчике за время измерения оказывается прямо пропорциональны:.! частоте входного сигнал^.

} г — .йИо"Ь» Р

МиГ'ШГ'Пх <70>

Применение итерационных методов А1Ш позволяет повысить точность измерения часто особенно в низких 'и пнфронизких диапазонах. Структура одного из таких измерителей показана пя рис.14. Сначала определяется на счетчике Сц код пропорциональный периода входного нгэтрлг.еннл ( Дадее при помощи преобразователя кйдоз ПК1, это? код прзобразуется в обрат-пуз величину (I/ а при помощи ЕУ за это зремя открывается ключ К^ и в рэзшмо сложения РС считает импульсы генератора Г. Полученный код |Г0 при помощи преобразователя ПК 2 преобразуется по временный интервал Т0, за зремя которого импульсы генератора подстагываэтся 1 С,?. ПолучзннкЯ код вновь преобразуется з ПК1 во временной интервал, за который импульсы Г вычитываатся из кода записанного з РС. В итоге получается первая разность Далее, путем измерзния частоты входного сигнала, получается первый екоррзктированный результат:

Если продолжить измерительно-вютолительниЯ процесс, ц -Я скорректированный результат полупится в' зиде:

Другой |«з;.'орзтель частоты, . .'пуктурнап схема которого

показана на р;;с.15 работает по принципу первоначального преобразования периода измеряемого сигнала в напряжение и его дальнейшей обработке {47].

Измеритель работает следующим образом. Первоначально ЕУ открывает ключ на время периода измеряемого сигнала.

В итоге в интеграторе И1 получается напряжениеик|=!<,г^л'Т)( Далее БУ открывает ключ К и запускает триггер Тг> При этом интегратор И2 интегрирует до тех пор, пока его выходные

напряжение сравнивается с и0|1 . В этот момент нуль-орган НО перебрасывает триггер Т^, ну прямом выходе которого получается временный интервал пряп-пропорциональный измеряемой частоте у- Триггер Тр открывает за время Т0 ключ ЛК и и..лульсы генератора Г суммируются в счетчике Сч. В итоге получается код пропорциональный входной частоте М о^з'^ оп'^о

Очевидно', что в код КГ0 также входят погрешности всех вышеназванных блоков. Далее производится операция для коррск--ции этих погрешностей. По сигналу БУ, код ДО переписывается из счетчика Сч в регистр Рг и в счетчик Рс, а затем преобразователем ПКЧ производится обратное преобразование кода |\Г 0 в частоту

При помощи БУ производится преобразование периода в напряжение II и •г'адее в0 временной интервал

ТГ1{2'/о*

■За полученный временной интервал открывается ключ Ж и импульсы генератора Г подсчитываются счетчиком Сч, код которого непрерывно сравнивается схемой ССК^ кодом измерения »Д. записанным в регистре Рг.

Если погрешность преобразования положительна, то равенство кодов счетчика Сч п регистра Рг происходит раньше, чем заканчивается временной интервал о остаток импульсов =К(-4(Т,-То) фиксируется схемой К^и вычитызается из кода записанного в РС, ь котором код будет равен:

*г = К,-/0П .Т„ - к3 • ¡оп (т; - т0)

Если погрешность преобразования отрицательная, то равенство кодов счетчика Сч и регистра Рг за время Т, не наступит и схема К3 разрешит дополнить счетчик Сч до получения в нем кода равного коду, записанному в регистре Рг. Одновременно импульсы дополняющие код счетчика, через схему Ку поступаетвРс и сложатся с кодом, записшиы.! в нем.

В итого в счетчике окажется записанным код:

к,=Vй J/'=кз- /о п • Т0+К3 4 (т0-т,)=к5 (2Т0- т,)

Продолжая таким образом процесс коррекции кода счетчика 17 получил П -й скорректированный результат:

Итерационный процесс уточнения может быть остановлен блоком БУ либо на конкретном числе циклов коррекции, либо при получении ^ > где - Jar квантования.

Наиболее существенным из недостатков телеметрических систем измерения и контроля, использующих первичные преобразователи с амплитудной модуляцией выходного сигнала, является невысокая точность из-за погрешностей, вносимых каналом связи (КС), подвергающегося воздействию внешних возмущающих факторов. При большой длине КС его влияние на сигналы датчиков вызывают значительные искажения параметров отображаемой информации.

В связи с этим-били разработаны [33,49,53,54,55] под руководством,и с непосредственны;.! участием автора,датчики дннамометрнропанпя с частотной модуляцией сигналов и создано частотное устройство телединамометрпрования штзнгозих глуби-нонасосных установок, используемое в телемеханических комплексах (ТМ 600, ТТЛ 620, СДД, УГЧ).

Однако частотные датчики являются относительно сложными, дорогими, нестабильны;.™ элементами, поэтому они не получили достаточного распространения.

С цель» повышения точности и дальности действия устройств телединамометрпрования, предлагается метод учета влияния искажений и помех на амплитудные сигналы датчиков дпнлмометри-рования, передаваемые по каналу связи [14].

Способ заключается в проведении цикла измерений тестовых сигналов, передаваемых в линии связи перед проведением измерений. Вычисляется корректирующий коэффициент, учитывающий влияние линии связи. Затем измеряется сигнал усилия в моменты времени, соответствующие постоянным приращениям сигнала пере--..-¡ия, т.п. проводится, собственно, дниамсмстрирование.

Полученный массив данных значений умножается на корректирующий коэффициент, и таким образом исключается влияние линии связи.

На рис.16 приведена структурная схема устройства, реализующего этот метод, рис.17 иллюстрирует принцип коррекции измеряемых сигналов.

На первом этапе определяется корректирующий коэффициент. Для этого в первом такте по команде блока управления БУ коммутатора КМ разрывает выход датчиков Зи.Р со входами пультовой части. Комцутатор КМ2 комиитирует вход "а". Напряжение I! подается на модуль ввода Ш и после преобразования в двоичный код У]-« $ (¿1 ) записывается в блок памяти Е11.

Во втором такте коммутатор КМ1 сохраняет прежнее состояние. Коммутатор КМ2 коммитирует вход "б". На вход модуля ввода поступает тестовое напряжение Ц,г, код ^'/НЦ,.) записывается вЕ". ■ _ .

В третьем такте коммутатор КМ1 по сигналу БУ коммитиру-ет. вход ключа К^. Поступает сигнал от БП,. устанавливающий ключ в положение "а". После отого сигналами с СП коммутатор 1И1 устанавливается а положение "а", коммутатор 1С.12 в положение "г". Напряжение Ц п поступает через коммутатор 6, первый линии связи, ключ К^, второй провод линии связи, фильтр коммутатор 10.12 на вход !1В. Код У6 записывается в БП.

В четвертом такте коммутатор КМ1 устанавливается в поло-кение"б", Ключ К1 и коммутатор КМ2 сохраняют свое состояние. Напряжение II т поступает через коммутатор 1С,II, первиН провод линии связи, ключ К1, второй провод линии связи, $иянр коммутатор КЫ2 на ь^од ЫВ. Код Хг Я/(ИТК) записывается в ЕЛ.

На втором этапе вычисляется корректирующий коэффициент К.

Для этого сначала вычисляется К^ У1/У3 , затем Затем Кч 1 характеризующий среднюю чувствительность

измерения. Значение К переписывается в Ш.

На третьем этапе осуществляется ввод и выделение экстремальных значений сигнала перемещения.

Таким образом, на третьем этапе в течении интервала времени, не превышающего одного цикла -качания ИНГУ, вычисляются значения У^ , У^ ,4У^ £

Ам8--УгнСп

Н

где N - число уровней квантования.

На четвертом этапе выделяется начало очередного цикла качания и вводится значение N точек сигнала усилий, соответствующих значениям сигнала перемещения.

На пятом отапе производится коррекция введенных сигналов с помощью корректирующего коэффициента для компенсации влияния помех в линии связи. Массив значения умно-

жается на корректирующий коэффициент.

Применение итерационных методов АКП для повышения точности измерений неэлектрических величин в основном связан с линеаризацией характеристик соответствующих датчиков. На рис.18 показана структура ифрозого измерителя температуры с итерационной линеаризацией характеристики температурного датчика (термопара).

В структуру [5,41] введен нелинейный цифроаналогоЕый преобразователь содержащий линейный управляемый делитель напряжения УДН, блок дискретных резисторов и напряжений ВДР и ЕЩН, сумматор С.

• Так как характеристика термопары гложет быть с большой степенью точности определена, как кривая второго порядка, то результат "грубого" измерения температуры будет иметь вид У0Шн-кЬ , где К - коэффициент нелинейности. После этого измеряется вйходиое напряжение нелинейного ДЛП, результат которого вычитипается нз результата У0 и получается первая разность А 1=-К-Ь<:(ЫОД. Измеряя выходную величину датчика, получим первый скорректированный результат:

Далее можно получить П- -й скорректированный результат измерения температуры, определяемый как

у{=ьО-'< -ь)

Выходная характеристика нелинейного ци^роаналогового преобразователя аналогична характеристике датчика температуры и воспроизводится путем кусочно-линейной аппроксимации функции датчика температуры,

Принцип аппроксимации поясняет график (рис.19), где I -характеристика терчодатчпко; 2-4 внхм^м-з характеристики линейного цифрового делителя напряжения, соответствующие определенным участкам аппроксимации.

В зависимости от значений кода измеряемой температуры, записанного в блоке памяти, дешифратор определяет участок аппроксимации характеристики датчика, например участок

По сигналу дешифратора на один из входов от блока дискретных напряжений подается напряжение 1Л , которое определяется пересечением аппроксимирующей прямой 4 с осью ординативх, а на другой вход сумматора подается выходной сигнал линейного цифрового делителя напряжения, соответствующий аппроксимирующему участку, к выходу которого подключается соответствующий резистор из блока дискретных резисторов, изменяющий наклон выходной характеристики линейного цифрового делителя напряжения.

Цифровой измеритель температуры позволяет эффективно линеаризовать характеристику преобразования термопары и одновременно исключает погрешности преобразования "аналог-цифра", чем достигается высокая результирующая точность измерения температуры. Результирующая точность измерения в основном зависит от числа участков аппроксимации, равном четырем или пяти, ре-зулитирующая погрешность получается порядка 0,2-0,3^ от измеряемой температуры при нелинейности датчика, более 2%.

Другим примером применения итерационных методов при измерении неэлектрических величин может быть весоизмерительное устройство [42] и система для прочностных испытаний [1б] в которых процес коррекции производится аналогичным способом.

Основными элементами определяющими характеристики ЦИС с итерационной ЛИЛ являются АЦП и ЦАГ1. Так как ЦАП-ы в основном строятся на делительных элементах по двум методам - аналоговых и цифровых делите >;ях и оба эти метода довольно хорошо разра- • ботаны, то для итерационных ЦИС основное значение имеют методы построены АЦП с точки зрения удовлетворения выполнения в них требований, которые заключаются в основном в обеспечении высокой чувствительности и кратковременной стабильности. Так к к высокие комплексные характеристики обеспечивают в основном ЦИС с промежуточным преобразователем напряжения в частоту (ШЧ) с разомкнутой структурой, то разработаны методы построения ПНЧ с адаптивной линеаризацией характеристики. Предложены два метода - метод изменения порогового напряжения С?] для ШЧ с интегрированием входной величины и метод умножения на переменный коэффициент для'ШЧс С - генератором, где частотнозависимым элементом является варикап.

* Принцип управления пороговым напряжением интегрирующего ШЧ с разомкнутой структурой показан на рис.20, а его аппаратурная реализация на рис.21.

На рис.22 показана [24,25] прнципиальная схема ШЧ с адаптивной линеаризацией характеристики на LC - генераторе. Эти ПНЧ обладают чувствительностьюдо 500 МГц/В и кратковременной нестабильностью порядка Ю~°.

Наиболее высокой чувствительностью отличается ПНЧ в котором в качестве сбрасыиаюдего ключа, используется лавинный транзистор с ДГ-образной характеристикой (рис.23).

На основании проведенных торетических и эксперементаль-ных исследований построены несколько ЦКС с итерационной АКП, которые в настоящее время эксплуатируются в промышленности.

В информационно-измерительной и управляющей системах ИИУС типа "Якорь" (конструкторская документация ЗЛИ.620.ООО), для управления положением полупогружной плавучей буровой платформы типа "Вольф" (Г1ВУ-6000/200), применен разработанный интегрирующий IKC с итерационной ШТ (ЗЛ5.4420.003) для преобразр-зания выходных аналоговых величин датчиков крена и дифферента буровой платформы в цифровой код.

Эта система прозла межведомственные испытания и рекомендована для промышленной эксплуатации в первых отечественных плавучих буровых платформах ПКУ-1*ПБУ~5 (Шельф-1тШельф-5)

В системе качественного и количественного уче'.'а нефти и нефтепродуктов применена разработанная интегрирующая итерационно-самокорректирующийся ЦЖ (3H5.563.563 ; 315.108.660) для введения температурной поправки к результату измерения вибра-ционной-чзстотногэ плотномера типа АИП.

Разработан итерационный одноплатный ЦЖ (ЗЛ5.105.016) для осуществления связи микропроцессоров микро-ЗВМ серии "Электроника-05", с датчикоми, имеющими аналоговый выходной сигнал, который продел полный объем испытаний и рекомендован производству.

На основе проведенштх в работе теоретических и энспе-ременталышх исследований и для более строгого внедрения ео результатов в производство, выполнен HilP "Создание информационно-измерительных устройств с агто:ла~ич,еской коррекцией иогрегсносш" (тема 156?. 102.310). В ртдгос работы рассмотрены попроси ыпдрения в АСУ III нефтяной нгтегалениоста негэдов улучшения кокпчегашх гарзетгеристик 1 "1 [131.

Разработана измерительная установка для поверки цифро-. вых вольтметров класса 0,1+0,01 основным структурным элементом которого является итерационный ЦЖ с обратит/, временным преобразованием. Установка прошла все виды испытаний и эксплуатируется Бакинским опытным заводом "Эталон".

В ходе выполнения разработок и исследовоний решались много практических задач, такие как, разработка конкретных схемных решений, как структурного характера, так и узлового характера. Например, разработаны практические схемы преобразователей напряжений в частоту [7,II,24,25J, реверсивные счетчики . [12,15,37], широтно-импульсньй ДА11 и др.

Экономический эффект от внедрения этих работ составляет более 2,0 млн.руб.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ЕЕШОДЫ

Т. Основным результатом работы является решение ряда актуальных задач важной научно-технической проблемы повышения точности и улучшения характеристик цифровых измерительных систем. Совокупность полученных в работе научных положений и практических результатов представляет собой дальнейшее развитие способов и средств улучшения комплексных характеристик цифровых измерительных систем и рациональных принципов их построения.

2. Исследованы и решены задачи по обобщении итерационных методов повышения точности, предложены условия полной • коррекции итерационных аддитивных и мультипликативных алгоритмов. •

Предложены .. исследованы итерационные алгоритмы с различны.« шагами итерации, рассмотрены алгоритмы функционирования этих методов, отличающиеся от известных высокой скоростью и широкой областью сходимости.

4. Предложенные адаптивные'итерационные алгоритмы в основном отличающиеся высокой скоростью сходимости. Разработаны и исследованы условия сходимости для практических случаев, т. е. для характеристики ЦКС ыорого порядка получены -ый скорректированный результат, а такяе исследованы условия адаптации алгоритмов и скорость сходимости предложенных алгоритмов.

5. Предложены и исследованы алгоритмы дли -лучтения таких характеристик, как помехозащищенность, при ко горой нчряду

с исключением всех видов систематических погрешностей исключается также погрешность вызванная измерением времени интегрирования, зыбрзнного разным или кратным периоду помехи. При этом определена погрешность вызванная нелинейностью передаточной характеристики ВДС, а такте коэффициент подавления помех, минимальное значение которого не менее 120 дБ. Указано, что при априорной информации о характеристике АЦП, может быть определен коэффициент подавления помех, а при известных требованиях -к помехозащищенности расчмана допустимая нелинейность ЛЦП.

6. Предложены т исследованы структуры и алгоритма функционирования ЦЛС с итерационной ЛКП для измерения отношений. Показано, что в случае использозанчя одного'из измеряемых параметров в качестве опорной величины обратного цифро-аналогового преобразования, достигается высокая точность измерений. При этом определены условия сходимости результатов измерения к истинному значению отношения, а также метод увеличения быстродействия путем адаптации характеристики АЦП и обеспечения помехозащищенности измерения отношений.

7. Предложены к исследованы алгоритмы и реализующие

их структуры двухступенчатых итераций, с проведением коррекции и в аналоговой и в цифровой формах, также предложены алгоритмы и структура с парралельным формированием кода ошибки, где удается увеличить быстродействие примерно в два раза. Для увеличения быстродействия также предложен алгоритм с заданной начальной точкой итерации.

8. Предложены и исследованы структуры многоканальных ЩС с итерационной АКП. Показан метод исключения погрешности ключей входного коммутатора, а также методика подавления помех

на многоканальных ЩС. Показано, что при случаях использования окончательного рззультата измерения предыдущего канала в качестве начальной точки итерации, для измерения на последующем канале удается увеличить быстродействие многоканальной ЦИС примерно в два раза.

9. Предложены и исследозлчы структуры ЦИС с итерационной для измерения напряжения посто: -ного тока с примене-чта АЦП время-ющучьсного, интегрису. ого ntha и преобразо-ь.наеы напряжения л частот;', а также с обрати«« временным про: С -ас-о^оннем нг-лг.ггения в частоту.

Показано, что наиболее высокие метрологические и эксплуатационные характеристики обеспечивают структура! с преобразованием напряжения в частоту и обратным временным преобразованием .

10. Предложены и исследованы структуры ЦИС для измерения напряжения переменного тока, обеспечивающие применением итерационных методов АКП и изменением опорного напряжения ЦАП.в зависимости от частоты входного сигнала, улучшенные комплексные характеристики.

11. Разработаны и исследованы различные структуры измерителей частоты низкого и I. .франизкого диапозонов. Показано, что применение итерационных методов АКП и адаптации'времени измерения в зависимости от периода измеряемого сигнала.позволяет существенно снизить результирующую погрешность и увеличить быстродействие.

12. Предложены и исследованы методы коррекции погреш-. ности вносимых канадок связи для систем телеизмерения и телеконтроля. При этом посылкой тестогого сигнала по каналу связи и определением корректирующего коэффициента результатов измерения осуществляется снижением погрешности вносимой влиянием канала сбязи примерно на порядок.

13. Предложены и исследованы структуры для измерения неэлекгрических величин (температура, вес нефтепродуктов и т.д.) с линеаризацией характеристики датчиков с одновременной итерационной коррекцией других погрешностей. В результате такой организации измерителоно-вычисли'гельного процесса удается снизить погрешность нелинейности в 10*20 раз.

14. Разработаны и исследованы конкретные структурные и принципиальные схемы ЦИС с итерационной коррекцией погрешности отличающиеся простотой реализации, широким рабочим диапо-зоном и др. В результате проведенных разработок и исследований изготовлены, испита! л и внедрены в производство различные ЦИС с улучшенными характеристиками, экономический эффект от внедрения которых составляет более 2,0 млн.руб.

Основное содержание работы изложено в следующих публикациях:

I. Ллиеи Т.М., Сал;-■'ов С.Г., Исмайлов Х.А. Методы авто-м*тической коррекции погрешностей измерительных систем, - Измерительная техника, 1978, I» 6, с. 17-20.

2. Алиев Т.Н., Салигов С.Г. Вопросы помехозащищенности цифровых измерителей с автоматической коррекцией логрешностий. - ИВУЗ "Приборостроение", JA 6, 1978, с.3-7..

3. Алиев Т.Н., Салигов С.Г., Дамиров ДЛ. Об одной возможности высокоточного измерения отношения двух напряжений. -14ВУЗ "Приборостроение", 1978, У 4, с.74-79.

4. Алиев Т.М., Салигов С.Г., Дамиров Д.И. Повышение быстродействия цифровых приборов с аддитивной итерационной коррекцией. - ИВУЗ "Приборостроение", 1978, S 7, с.13-16.

5. Алиег Т.М., Мирсалимов P.M., Салигов С.Г., Исмай-лов Х.А. Итерационный самокорректирующийся аналого-цифровой преобразователь с линеаризацией характеристик первичных измерительных преобразователей. В сб.: Физические основные построения первичных измерительных преобразователей. - Киев, 1977, с.15-17*.

•6, Алиев Т.П., Салигов С.Г., Дамиров Д.И. Об одном методе повышения помехозащищенности цифровых интегрирующих приборов. - РНТС ШИЖШГ. Сер. "Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности", 1977, !? 5, с.23-25.

7. Алиев Т.М., Сейдель Л.Р., Салигов С.Г. Об одном методе уменьшения нелинейности интегрирующих преобразователей напряжения в частоту. Тезизы докладов ВНТК "ИЙ0т73" раздел 3. - Ивано-Франковск, 1973, C.T78-I83. , ,

8. Алиев Т.М., Салигов С.Г., Исмайлов Х.А., Многоканальный аналого-цифровой -преобразователь с автоматической коррекцией погрешностей. - Тезисы докладов Всесоюзной научно-технической конференции "ИИС-75" том 2. - Кишинев, 1975, C.II3-II4.

9. Алиев Т.М., Салигов С.Г., Исмайлов Х.А. Цифровой ампервольтметр с автоматичесой коррекцией погрешностей. В сб.: Вопросы теории и проектирования преобразователей информации. - Киев,1976, с.30-31.

: . 10. Алиев Т.М., Салигов С.Г., Исмайлов Х.А. Интегрирующий аналого-цифровой преобразователь напряжения с автоматической коррекцией погрешностей. В сб.: "Методы и средства аналзп-цифрового преобразования параметров электрических сигналов и цепей? Саратов, Изд.Гос.Университета, 1976, с.114-115.

II; Алиев Т.М., Сейдель Л.Р., Салигов С.Г. Двухполяу-ный преобразователь напряжения в частоту с Йольш м входным сопротивлением. - Приборы я гехкрь-ч эксперимента, Effl, £ '«, з Л16-2Г7. "

. 12. Алиев Т.:,1., Сейделъ Л.Р., Салигов С.Г., Исмай-лов Х.А. Реверсивные перссчетный декады на МДД - структурных интегральных микросхемах для цифровых измерительных приборов - Баку, Ученые записки АзЖЕйЗХШ, 1976, сер.IX, № 3, с. 90-92.

13. Абдуллзез Ф.г,1., Са.тигов С.Г. и др. Комплекс технических средств для телемеханизации объектов добычи газа в условиях Крайнего Севера. - сб. "Проблемы создания и опыт внедрения автоматиз.систем управления,■в нефтяной, газовой промышленности и развитие геофизич.приборостроения", М.1985, с.79-80.

14. Агагусейнов Н.Т., Салигоз С.Г. Метод коррекции погрешностей канала связи в системах телединамометрирования. -ИЗУЗ, "Нефть и газ", 1989, II, с.67-69.

15. Алиев Т.й1., Сейдэль Л.Р., Сзлкгов С.Г., Исмайлов Х.А. Реверсивное двоично-десятичные счетчики на интегральных микросхемах для цифровых измерительных приборов. - За технкчос. 1й прогресс, 1975, л? 4, с. 1-4.

16. Дамиров Д.И., Исмайлов Х.А., Салигов С.Г. к др. 1000 канальная система информации. - Тезисы докладов Всесоюзного ЙТК-ИЛС-77, Баку, 1976, с.294-295.

17. Салигов С.Г., Исследование и разработка цифровых измерительных приборов с итерационной автоматической коррекцией погрешности, - Автореферат диссертации на соискание ученой степени канпт;^",г. технических наук. М. Из-во МЭИ, 1903, 19 с.

1Р. 'Талигов С.Г. 0 коррекции интегральной погрешности ":^ьгх приборов. - Измерительная техника, 1980, 6, с.45-

19. Салигов С.Г. Итерационный алгоритм коррекции погрешностей цифровых измерительных устройств. - Измерительная техника,. 1990, № 10, с.20-21.

20. Салигов С.Г. 0 функциональных возможностях и новых алгоритмах аддитивно-итерационного метода автоматической коррекции погрешности. - Тезисы докладов Всесоюзной конференции "ЖС-77", Баку, 1977, с.219-220.

21. Салигов С.Г. К вопросу построения цифровых измерительных систем на интегральных микросхемах с автоматической коррекцией погрешности. - Применение интегральных микросхем, . микропроцессоров, ыикроЭВМ и микроэлектроники техники в приборостроении. Тез. доклад.: - М. 1£1ЛЛТЗ .приборостроения, 1979, с.75.

22. Салигов С.Г. К синтезу К1С с автоматической коррекцией погрешности. Тезисы доклады семинара "Метрология и технические средства в автоматике-1, Киев, 1360, с.51-52. ■

?3. Салигов С.Г., Дамиров Д.И. К вопросу построения многоканальных самокорректирующихся систем сбора и передачи информации. В сб.: Опыт разработки, перспективы развития и внедрения автоматизированных систем упразления э нефтяной и нефтехимической промышленности - П., ЩШТЭ приборостроения, 1977, с.70-71.

24. Салигов С.Г., Дамиров Д.И. Двухполярный преобразователь напряжения ь частоту на /С- автогенераторе с линеаризацией. - Приборы и техника экспсремента, 1976, № 5, с.ПО-Ш.

25. Салигов С.Г., Дамиров Д.И. Преобразователь напряжения в частоту. - "Приборь' и техника экспсремента", № I, 1977, сЛ10-112.

26. Салигов С.Г. Многоканальный аналого-йифровой преобразователь для автоматизации геофизических исследований. - В сб. "Проблемы создания и опыт внедрения автоматиз. систем управления, в нефтяной, газовой промышленности и развитие геофи-зич.приборостроения", М.1985, с.81-62.

27. Салигов С. Г. Анализ функционирования итзрациочно-самокоррэктярующихся цифровых измерзтелей напряжения. - За технический прогресс. 1977, № .12, сЛ-5.

28. Салигов С.Г. Новые итерационный методы коррекции погрешностей цифровых измерительных приборов, - За технический прогресс, 1978, № II, с.4-8.

29. Салигов С.Г. О новой модификации аддитивно-итерационного алгоритма автоматической кэррекци'* погрешности измерительных устройств. - За технический прогресс, 1979, № 6, с.13-£

30. Салигов С.Г. Итерационно-самокорректирующийся цифровой измеритель с обратным временным преобразованием. - За технический прогресс, 1930, № II, с.16-18.

31. Салигов С.Г. К анализу разностно-итерационногс метода коррекции интегральной погрешности. - Тезисы докладов науч. техн.семинара "Пути повышения эффектны ости АСУ в нефтяной, нефтеперерабатывающей и нефтехимический промышленности", Баку, 1981, с.53.

32. Салигов С.Г, К вопросу построения информационно-измерительных систем с автоматической коррекцией погрешности.

- За технический прогресс, 1978, Я б, с.11-14.

33. Салигов С.Г. Принципы создания цифровых измерительных приборов с итерационной автоматической коррекцией интегральной погрешности. - Тез.докл. I Закавказской конференции молодых специалистов. Дклинан, 1977, с.51-52.

34. Салигов С.Г., Бзрнштейн Г.А. Система кбнтроля и диагностики функциональных модулей (субблоков) на базе Микро-ЭВМ "Электроника-бО". - Информ'.листок о научно-техническом достижении 85-17 ДзКИЛНТИ, 1965,4с.

35. Салигоз С.Г. Бсшштейн Г.А. Система контроля и диагностики монтажных соединений на базе микро-ЗЗ!.! "Злектроника-60",

- Мнформ. листок научно-техническим достижения 65-180, АзКИЛНТИ, I9G5, 4с.

36. Суйдсль Л.Р., Салигов С.Г. Вопросы построения помехо-з'чачденньк 'жалого-ц-лфров'^х преобразователей напряжения для объектов нефтяной и' химической промышленности. - Pi ITC с BH;Ci03ii. Сер,Автоматизация и телемеханизация нефтяной промышленности, 1974, I, с.26-31.

37. Сейдоль Л.Р., Салигов С.Г., Исмлйлоз Х.А. Реверсивная счетная декада на интегральных системах с цифровой индикацией на ссчпсегмонтных канальных индикаторах. - Приборы и тех-и:-:а эпзперемзчта, 1975, i I, c.ICO-102.

33. Агагусейков п.Т., Едуш Б.П., Салигоз С.Г. Повышение тдс^нсстн ддтчнга угдовьзе перемзцзиий - ЗМ, - Информ.листе» с H2y«i4D-T0X4!i'«cr;:M доот-.пен'ли .'A 8C-I93, АзНИ/НТИ, 1986, 4 с.

39. A.C. 575772 (СССР), Цифровой измеритель напряжения. Алиев Т.Н., Салигов С.Г., Дзмиров Д.И. - Опубл. в Б.И. 1977,.'"37.

40. A.C. Я 636541 (СССР) Цифровой измеритель напряжения. С.йдель Л.Р., Алиев Т.М., Салигов С.Г. - Опубл. в Ei.1973,1," 45.

41. A.c. Г» 646205 (СССР), Цифровой измеритель температуры. Алиев Т.М., ¡¿ирсалимов P.M., Салигов С.Г., Измайлов Х.А. -Опубл.- в 511.1979, 5.

A.c. № 659900 (СССР) Весоизмерительное устройство. Атиеа Т.М., Салигов С.Г. и др. Опубл. в БЛ. 1979, № 16.

43. A.c. Г» 677095 (СССР) Цифровой измеритель напряжения. Алиев T.iv!., Салигов С.Г.. Дампров Д. Л. - Опубл. в С.л., 1979, fr 23.

44. A.c. 677099 (СССР) Многоканальный преобразователь напряжениях в код. Алиев Т.М., Салкгов С.Г., ¡¡смаилов Х.А. -Опубл. в Б. К. 1979, 23. .

45. A.c. 743183 (СССР). Цифровой измерительный прибор. Алиез Т.Н., Салкгов С.Г., Исмайлсв Х.А., Дамиров Д.К. - Опубл. в Б.И. I9S0, № 23. '

46. A.c. 754313 (СССР) Устройство для измерения напряжения переменного тока. Салигсв С.Г. - Опубл. в Б.И., i 1980.

29.

47. A.c. 8664S6 (СССР). Цифровой частотомер низких и инфронкзких частот. Салигов С.Г. - ¡Злубл. в Б.К.,1981" 35.

48. A.c. 920548 (СССР). Устройство для измерения на-•пряг.ения переменного тока. Салигов С.Г. - Опубл. в Б.Ii., 1982,

и.

49. A.c. 1031443 (СССР) Датчик усилий. Гусейнов М.И., Салкгов С.Г. и. до. - Опубл. з S.ii., 1934, .',» 12.

50. A.C. 1272270 (СССР). Устройство измерения параметров электрического сигнала. Бабаев С.С., Салигов С.Г. и др. -Опубл. в Б.И. 1986, 43.

51. A.c. II87528 (CCCF). Устройство телединамэметриро-вания птанговых глубинно-насосных установок. Алиев Т.М., Салигов С.Г. и др. - на публикуется.

52. A.c. 1287030 (СССР) Устройство для измерения частоты синусоидальных сигналов. Салигов С.Г. и др. - Опубл: в Б.И. 1987, % 4.

53. A.c. К' I42I983 (СССР). Трансформаторной датчик угла поворота. Алиев Т.М., Салкгов С.Г., и др. - Опубл. з Б.И. 1988, Я .33.

54. A.c. 150668 (ССЛ.Р). Датчик угла поворота. Алиев Т.М. Салигов С.Г. и др. - Опубл. в Б.И. 1989, 'fi 33.

55. A.c. 381090 (СССР). Преобразователь угла поворота в код. Исаев Д.Г., Салигов С.Г., Исаев ü.M. - Опубл. в Б.И. 1973, Г» 21.

56. A.c. '.'= 549021 (СССР). Цифровой частотомер низких и инфронизких частот. Алиев Т.М., Салигов С.Г., Дамиров Д.П. -кз публикуется.

ТАБЛ. I.

№ ТГ(п) АЛГОРИТМЫ

I.

с.

Уп

3. С

5.

I

6. Ь(У0-У0)

7.

I

8. 1+Уа-Ъ

У„

п

^^(^а-УгЖ-Уп) у «Уп+3г?5-

10. . Г+У-

II

"о "п ЬУП-УП

12. 1+Уп-У0

г. 55

П- ¡r(n)

П.

15.

8 .¡.у „V i i Л, J0

¡R 1-t-V-T

iJ. 1 .g

I?

I

S -Э

Iß.

Л Л Г. О Р И Т H Ы '

ч/ -V

ПИ ^ UV-V

V -Ч, 'i _'/ + .0 п

"С

"л«-Г

О "3

V-lWo-VPo-b)

VI

I ... !/ V i -'о —1

El.

гг. if у,--/,

■V

г. „тг

* Y ;ïi

V „ ir íJi.t~r-7 H

v - V-

M Л pî

"П-Ч "rî '

. v

"il

■г — V д./V—Wy —y Y

Ti)f* "H '' J 10 я'

* <- »? •» о

I-VX,

y ...

x -n '0

l-v-w -y,

1 л 3

V?-Vn

y -Va___

n+I n ~М?-У„

rî c

1? —1¿

К' Y(n)

А Л Г О РЦТМЫ

25. 1+Уп-Уп I

гг

28.

1*У„-Уп _Уп

I-VVn

V =2У „ УУп

Vt n -—

29.

Vn

30.

31.

32.

за

34.

'35.

%

Vn

A

Vo

Jo_ Xn

V

"rj-t-i- "п"1" "^(V^).

«о

Vf VV -

■\Г — \1 V —V ^.яг ¿»О "П

"i-i-i-Г о y—

VfVV

VrVf-CV^n)

3rv

УрУр

4. 5?

и- m

А Л ГО РИТМЫ

s. JäL г ^

"о

Уп ■

3.

U,

Ï. V-

V ="jr 4-Jtm Jnr xr

V ==v —

"пи 4ltî • ^

r. -Tf "¡1 "ТГ - V ... Jo„ Sf- "П -ï .

• Уч-ViM (V -«оно

if _ -.1 '«1-Х VVj

Cv

Y -Y Wr

Рис.,i

Рие.З

Рис.2

-щи

-ми-

Рис.4

Л

« 0-

HS

"И

г-и

иЪхгг

¡_т_

'JHÍH-1

Рис. 5

Рис.6

Puc.7

Загу-gj j

U„

-■Ogj—-SE3--HM3—HPiT]

r^pfSpl rOH

1 .

Pac. 10

-ffiHM~]—-fKp-

___I

r

PC

[MOH -jnMH K

gy.

üc"

ferT

a

o

fliüflH |

Puc.H

XLL

BÜ1

fsn

-Gm—CES

EEH-bmh]

BHH

fWahI

Pac. i 2

HP

Puc.15

+IZB

_Pue. 2 j

ZU T„;, 7PÛ ПОЧ. .„CT

Ьмл-ГСП, rp.ci...:, ,'L..:,,:.- V