Контрольная работа по "Метрологии"

Предлагаемым изобретением достигается технический результат - повышение точности измерения разности начальных фаз.

    Для достижения  названного технического результата  предлагается цифровой фазометр, содержащий двухканальный преобразователь  сдвиг фазы - интервал времени,  к первому входу которого подключен  источник опорного напряжения, а  к второму - источник напряжения с измеряемым фазовым сдвигом, элемент 2И/ИЛИ, первый вход которого подключен к первому выходу двуканального преобразователя сдвиг фазы - интервал времени, а второй вход подключен к второму выходу двухканального преобразователя сдвиг фазы - интервал времени, первый элемент И, первым входом подключенный к выходу элемента 2И/ИЛИ, формирователь, который первым выходом подключен к третьему входу элемента 2И/ИЛИ, а вторым выходом подключен к четвертому входу элемента 2И/ИЛИ, генератор квантующих импульсов, времязадающий узел, вход которого подключен к первому выходу формирователя, а выход подключен к второму входу первого элемента И, счетчик, вход которого подключен к выходу первого элемента И, согласно изобретению дополнительно введены первый элемент ИЛИ, к первому входу которого подключен внешний сигнал "Пуск", RS-триггер, S вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов, а второй вход подключен к выходу RS-триггера, выход второго элемента И подключен к входу формирователя, счетчик количества измерительных циклов, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого параллельно подключен к входу R RS-триггера и к входу счетчика количества измерительных циклов, элемент задержки, формирователь импульса конца второго измерения, выход которого параллельно подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и к входу элемента задержки, формирователь импульса конца первого измерения, первый выход которого параллельно подключен к входу формирователя импульса конца второго измерения и к первому входу второго элемента ИЛИ, вход формирователя импульса конца первого измерения подключен к выходу времязадающего узла, буферный регистр, первый вход которого подключен к второму выходу формирователя импульса конца первого измерения, а второй вход к второму выходу счетчика, блок сравнения, коммутатор, первый выход счетчика параллельно подключен к первому входу блока сравнения и первому входу коммутатора, а выход буферного регистра подключен параллельно к второму входу блока сравнения и третьему входу коммутатора, выход блока сравнения подключен к второму входу коммутатора, вычислительный блок, вход "а" которого подключен к первому выходу коммутатора, вход "б" подключен к второму выходу коммутатора, третий вход вычислительного блока подключен к выходу элемента задержки, выход вычислительного блока является выходом устройства.

    В отличие от  известного в предлагаемом устройстве  введены первый элемент ИЛИ,  к первому входу которого подключен  внешний сигнал "Пуск", RS-триггер, S вход которого подключен к  выходу первого элемента ИЛИ,  второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов, а второй вход подключен к выходу RS-триггера, выход второго элемента И подключен к входу формирователя, счетчик количества измерительных циклов, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого параллельно подключен к входу R RS-триггера и к входу счетчика количества измерительных циклов, элемент задержки, формирователь импульса конца второго измерения, выход которого параллельно подключен к второму входу второго элемента ИЛИ и к входу элемента задержки, формирователь импульса конца первого измерения, первый выход которого параллельно подключен к входу формирователя импульса конца второго измерения и к первому входу второго элемента ИЛИ, вход формирователя импульса конца первого измерения подключен к выходу времязадающего узла, буферный регистр, первый вход которого подключен к второму выходу формирователя импульса конца первого измерения, а второй вход к второму выходу счетчика, блок сравнения, коммутатор, первый выход счетчика параллельно подключен к первому входу блока сравнения и первому входу коммутатора, а выход буферного регистра подключен параллельно к второму входу блока сравнения и третьему входу коммутатора, выход блока сравнения подключен к второму входу коммутатора, вычислительный блок, вход "а" которого подключен к первому выходу коммутатора, вход "б" подключен к второму выходу коммутатора, третий вход вычислительного блока подключен к выходу элемента задержки, выход вычислительного блока является выходом устройства. Введение вышеописанных элементов позволит исключить переменную составляющую, вызванную движением спутника за измерительное время, т.е. повысить точность измерения разности начальных фаз.

    На чертеже  представлена структурная схема  заявляемого цифрового фазометра.

    Предлагаемый  цифровой фазометр содержит: двухканальный  преобразователь сдвиг фазы - интервал  времени 1, элемент 2И/ИЛИ 2, первый  элемент И 3, счетчик 4, блок сравнения 5, коммутатор 6, вычислительный блок 7, формирователь 8, времязадающий узел 9, формирователь импульса конца первого измерения 10, буферный регистр 11, генератор квантующих импульсов 12, второй элемент И 13, формирователь импульса конца второго измерения 14, элемент задержки 15, первый элемент ИЛИ 16, RS-триггер 17, второй элемент ИЛИ 18, счетчик количества измерительных циклов 19.

    Предлагаемый  цифровой фазометр работает следующим  образом. Двухканальный преобразователь  сдвиг фаз - интервал времени  1 является двухполупериодным преобразователем. На Входы 1 и 2 преобразователя 1 поступают синусоидальные напряжения, сдвиг фаз между которыми предстоит измерить. На первом выходе преобразователя 1 формируется прямоугольный импульс, передний фронт которого привязан к положительному нулевому переходу колебания на Входе 1, а задний фронт - к аналогичной точке колебания на Входе 2 преобразователя. На втором выходе преобразователя 1 имеет место другой прямоугольный импульс, привязанный аналогичным образом к отрицательным нулевым переходам колебаний на Входах 1 и 2 преобразователя. Эти прямоугольные импульсы принято называть фазовыми интервалами. Генератор квантующих импульсов 12 формирует бесконечную последовательность импульсов. Из последовательности квантующих импульсов, прошедших через второй элемент И 13, на выходах формирователя 8 формируются две последовательности, сдвинутые на половину периода одна относительно другой. Фазовые интервалы квантуются в элементе 2И/ИЛИ 2. Подсчет количества импульсов, прошедших на выход элемента 2И/ИЛИ 2 производится счетчиком 4 за измерительное время (например, 1 с), которое формируется из квантующей последовательности времязадающим узлом 9, который, в сущности, представляет собой счетчик импульсов. Подсчет импульсов за постоянное время измерения производится с помощью первого элемента И 3. Если задать емкость счетчика времязадающего узла, равной 360/10^m (m - целое), то число импульсов, подсчитанное счетчиком 4, будет равно  10^m.

    Как описано  выше, исключение детерминированной  переменной составляющей производится  на основании обработки результатов  двух измерений, следующих одно  за другим. Это производится следующим  путем. Импульс внешнего сигнала  "Пуск" проходит через первый  элемент ИЛИ 16 и устанавливает  RS-триггер 17 в единичное состояния,  в результате чего квантующие  импульсы проходят через второй  элемент И 13 на вход формирователя 8. С этого же момента начинает формироваться измерительное время путем заполнения счетчика времязадающего узла 9.         

 
Формула изобретения

    Цифровой фазометр, содержащий двухканальный преобразователь  сдвиг фазы - интервал времени,  к первому входу которого подключен  источник опорного напряжения, а  ко второму - источник напряжения  с измеряемым фазовым сдвигом,  элемент 2И/ИЛИ, первый вход  которого подключен к первому  выходу двуканального преобразователя  сдвиг фазы - интервал времени,  а второй вход подключен ко  второму выходу двухканального  преобразователя сдвиг фазы - интервал  времени, первый элемент И, первым входом подключенный к выходу элемента 2И/ИЛИ, формирователь, который первым выходом подключен к третьему входу элемента 2И/ИЛИ, а вторым выходом подключен к четвертому входу элемента 2И/ИЛИ, генератор квантующих импульсов, времязадающий узел, вход которого подключен к первому выходу формирователя, а выход подключен ко второму входу первого элемента И, счетчик, вход которого подключен к выходу первого элемента И, отличающийся тем, что в него введены первый элемент ИЛИ, к первому входу которого подключен внешний сигнал "Пуск", RS-триггер, S-вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, второй элемент И, первый вход которого подключен к выходу генератора квантующих импульсов, а второй вход подключен к выходу RS-триггера, выход второго элемента И подключен к входу формирователя, счетчик количества измерительных циклов, выход которого подключен ко второму входу первого элемента ИЛИ, второй элемент ИЛИ, выход которого параллельно подключен к входу R RS-триггера и входу счетчика количества измерительных циклов, элемент задержки, формирователь импульса конца второго измерения, выход которого параллельно подключен ко второму входу второго элемента ИЛИ и входу элемента задержки, формирователь импульса конца первого измерения, первый выход которого параллельно подключен к входу формирователя импульса конца второго измерения и первому входу второго элемента ИЛИ, вход формирователя импульса конца первого измерения подключен к выходу времязадающего узла, буферный регистр, первый вход которого подключен ко второму выходу формирователя импульса конца первого измерения, а второй вход - ко второму выходу счетчика, блок сравнения, коммутатор, первый выход счетчика параллельно подключен к первому входу блока сравнения и первому входу коммутатора, а выход буферного регистра подключен параллельно ко второму входу блока сравнения и третьему входу коммутатора, выход блока сравнения подключен ко второму входу коммутатора, вычислительный блок, вход "а" которого подключен к первому выходу коммутатора, вход "б" подключен ко второму выходу коммутатора, третий вход вычислительного блока подключен к выходу элемента задержки, выход вычислительного блока является выходом устройства.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение 

     В деятельности по метрологическому обеспечению участвуют не только метрологи, т.е. лица или организации, ответственные за единство измерений, но и каждый специалист: или как потребитель количественной информации, в достоверности которой он заинтересован, или как участник процесса её получения и обеспечения измерений. Современное состояние системы метрологического обеспечения требует высокой квалификации специалистов. Механическое перенесение зарубежного опыта в отечественные условия невозможно, и специалистам необходимо иметь достаточно широкий кругозор, чтобы творчески подходить к выработке и принятию творческих решений на основе измерительной информации. Это касается не только работников производственной сферы. Знания в области метрологии важны и для специалистов по сбыту, менеджеров, экономистов, которые должны использовать достоверную измерительную информацию в своей деятельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

1. Варакута С.А.      Управление качеством продукции: Учебное пособие. М.: ИНФРА-М, 2001.
2. Крылова Г.Д.      Основы стандартизации, сертификации, метрологии: Учебник. -  М.: ЮНИТИ,      2000.
3. Лифиц И.М.      Основы  стандартизации, метрологии, сертификации: Учебник. -  М.: Юрайт,      2000.
4. Чижикова Т.М.      Стандартизация, сертификации метрология: Учебное пособие. – М.: Колос,      2002.