Измерительное информационное устройство

 

Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к устройствам обработки измерительной информации с частотных датчиков. Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство работает в двух режимах: режиме измерения входной величины и режиме оперативной коррекции аддитивной погрешности датчика - и содержит дифференциальный частотный датчик, блок формирователей импульсов , счетчики импульсов, блок памяти, регистры памяти, формирователи импульсов, цифровой компаратор, элемент И, элемент НЕ, переключатель, триггер, дешифратор и индикатор. 3 ил. со N со О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5и 4 G 08 С 19 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3801035/24-24 (22) 17.10.84 (46) 30.05.87. Бюл. № 20 (72) П. Т. Харитонов (53) 621.398 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 732961, кл. G 08 С 19/28, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1217146, кл. G 08 С 19/28, 1984. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ИНФОРМАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к измерительной технике, а точнее к устройствам об„.SU„„1314360 работки измерительной информации с частотных датчиков. Целью изобретения является повышение точности измерения. Устройство работает в двух режимах: режиме измерения входной величины и режиме оперативной коррекции аддитивной погрешности датчика — и содержит дифференциальный частотный датчик, блок формирователей импульсов, счетчики импульсов, блок памяти, регистры памяти, формирователи импульсов, цифровой компаратор, элемент И, элемент

НЕ, переключатель, триггер, дешифратор и индикатор. 3 ил.

1314360

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам обработки измерительной информации с частотных датчиков.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 — временные диаграммы его работы.

Устройство содержит (фиг. 1) дифференциальный датчик 1, блок 2 формирователей импульсов, второй счетчик 3 импульсов, блок

4 памяти, первый регистр 5, дешифратор 6, индикатор 7, первый счетчик 8 импульсов, первый 9 и второй 10 формирователи импульсов, элемент И 11, второй регистр !2, четвертый счетчик 13 импульсов, цифровой компаратор 14, элемент HE !5, третий счетчик 16 импульсов, переключатель 17 и триггер 18.

Датчик 1 представляет собой дифференциальный частотный датчик измеряемой величины, блок 4 памяти — перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ).

Датчик 1 имеет два выходных частотных сигнала: ji — сигнал, зависящий от величины измеряемого параметра; 4 — опорный сигнал. Оба сигнала приводятся к уровням цифровых сигналов с помощью формирователей импульсов блока 2.

Устройство работает в двух режимах: режиме измерения входной величины А„и режиме оперативной коррекции аддитивной погрешности датчика. В режиме измерения (фиг. 2) переключатель 17 разомкнут и элементы 11 — 16 не меняют своего состояния, сигнал U> имеет высокий логический уровень, сигналы Uy и «/«« — низкий. На выходах 0 счетчика 16 имеет место код N «, который подается на первую группу информационных входов D счетчика 3. После окончания предыдущего цикла измерения на выходе 0„(готов««ость) регистра 5 формируется импульс U», обнуляющий триггер 18 и счетчик 8. По сигналу U с инверсного выхода К счетчика 8 разрешается счет импульсов ji счетчиком 3. Передним фронтом интервала счета Ui (сигнал Uio формирователя 9 импульса) разрешается предустановка счетчика 3 посредством записи в него кода Л«в+%»

С момента подачи сигнала Ui««счетчик 3 находится в режиме вычитания за счет низкого уровня сигнала V на его входе + 1 управления реверсом, до момента обнуления (сигнал U;=1) ««а его выходе «О» (равно нулю). Ilp«» U;,=1 триггер 18 переключается в единичное состояние, сигнал Vi = 1, счетчик 3 переходит в режим сложения.

Интервал U«завершается при накоплении в счетчике 8 числа К импульсов частоты

jq, его длительность равна

/с»«

К концу интервала UI на информационных выходах D счетчика 3 будет сформирован код Na:

Код N, подается на адресные входы ППЗУ

4 и информационные входы регистра 12. На вход RDM (чтение из памяти) ППЗУ 4 подается сигнал Uz по заднему фронту интервала Ui с выхода формирователя 10, обеспечивающий чтение данных из ячейки ППЗУ с адресом N,. После выставления на выходах 0 ППЗУ 4 данные заносятся в регистр

5 по сигналу Uz на его входе ERR (разрешение записи).

Сигнал Uz формируется на выходе R (ãoтовность) ППЗУ 4.

Подтверждением записи данных в регистр

5 служит сигнал U» на выходе R„, обеспечивающий установку триггера 18 в нулевое состояние и повторный запуск формирователя 8 путем его установки в нулевое состояние по входу R (сброс в нулевое состояние).

Каждому значению измеряемой величины соответствует свое значение частоты f и формируется соответствующее ей значение кода

N„. В ячейки ППЗУ 4, соответствующие каждому адресу N„, записаны соответствующие значения измеряемой величины, поэтому индикатор 7 обеспечивает цифровую индикацию измеренной величины. За счет использования для хранения характеристики датчика 1 ППЗУ 4 практически исключается погрешность от ее нелинейности.

Дешифратор 6 обеспечивает преобразование двоично-десятичного кода ППЗУ 4 в код индикатора 7.

С выходов регистра 5 код может сниматься для регистрации или управления.

Запись (коррекция) кода М««осуществляется при включенном переключателе 17 и при нулевом (начальном) значении измеряемой величины на входе датчика 1 в соответствии с диаграммой (фиг. 3).

По заднему фронту «/ интервала «/ сигналом U7=1 с выхода элемента 11 по входу R разрешается запись кода в регистр 12.

Одновременно сигналом U7 по входу R устанавливается в нулевое состояние счетчик

13. Если код отличается от нуля, то на выходе А=В компаратора 14 сигнал (/в=0, а сигнал U<« на выходе инвертора 15 имеет единичный уровень, разрешающий по входу

E счет в счетчике 16 импульсов j, подаваемых на счетный вход Т этого счетчика.

Если сигнал Ui« — — 0 на входе +-1 счетчика

16, то счетчик 16 работает в режиме вычитания, а код Л/О уменьшается до перехода сигнала «/8 в единичное, а сигнала Ug в нулевое состояние. Сигналом Ug=0 блокируется счет в счетчиках 13 и 16. После этого переключатель 17 может быть разомкнут, поскольку значение кода уже скоррек1314360

1О

Форпула изобретения

М,) No. тировано (в данном случае уменьшено) на величину кода No. При последующих циклах работы устройства при начальном (нулевом) значении измеряемой величины код

N, будет равен нулю.

Таким образом обеспечивается коррекция аддитивной погрешности (смещения нуля) устройства.

При сигнале UII=l в режиме коррекции в счетчике 16 осуществляется увеличение кода No, что обеспечивает переход через нулевое состояние счетчика 3 при более высоком значении частоты FI.

Периодичность перевода устройства в режим коррекции зависит от стабильности датчика 1 и условий эксплуатации (при включении питания, ответственных измерениях и т. д.).

Для расчета характеристик элементов устройства необходимы следующие параметры датчика 1 (например, датчика давления): значение опорной частоты F2., диапазон изменения частоты FI.,диапазон измеряемых давлений Рлалан ... Рл4дасо, дискРетность цифРО вого отсчета измеряемого давления ХРд, изменение крутизны преобразования К.р за счет

НЕЛИНЕйНОй ХаРактЕРИСТИКИ ДатЧИКа Кпр.мнив

Кпр.»а-, предел аддитивной погрешности датчика бпр.

Порядок расчета следующий.

Определяют минимальное изменение частоты fI при изменении давления íà АР

Qf — — Кпр.»ин ° QP

Определяют требуемое значение числа К импульсов счетчика 8

1г к)—

Определяют интервал счета

К лс4—

Определяют максимальное и минимальное число импульсов частоты fI, сосчитанных счетчиком 3 за интервал t 4.

NMa c=f I макс ° лс4 фмин=f 1мин ° c4

Определяют изменение числа импульсов

Л М=гк л1акс — NMMM..

Выбирают емкость счетчика 3 и число ячеек ППЗУ 4

N,4=У )ЛЛ/.

Определяют разрядность ячейки ППЗУ 4 и число разрядов регистра 5 л лл и) 4 о g Р м а к с.

Определяют номинальное значение кода предустановки счетчика 3

N"о»=No+N» — N,I(no+1) N»è где no — число перепслнений счетчика 3 за один интервал.

Определяют максимальное значение кода

No для коррекции аддитивной погрешности йо) )2 Л ном ° бор .

Выбирают емкость счетчиков 13 и 16 по условию:

Выбирают число разрядов цифрового компаратора 14 и регистра 2 п,,= log2N, При необходимости устройство (фиг. 1). можно использовать для измерения отклонения входной величины от начального значения, которое может быть задано за счет режима коррекции. В этом случае разрядность элементов 12, 13, 14 и 16 следует выбрать равной

Л р= 1 og2N»î» .

Код N» в этом случае не подается (равен нулю), а максимум кода No Np. В общем случае код N» может задаваться путем подключения старших разрядов предустановки счетчика 3 к шинам питания.

Предлагаемое устройство имеет по сравнению с известными устройствами более высокую точность измерения за счет осуц ествления оперативной коррекции аддитивной погрешности измерения.

Измерительное информационное устройство, содержащее дифференциальный датчик, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока формирователей импульсов, первый выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импу1bcoB, второй счетчик импульсов, информационные выходы которого соединены с адресными входами блока памяти, информационные выходы которого соединены с информационными входами первого pcl ècòðà, информационные выходы которого являются выходами устройства и через дешифратор соединены с входами индикатора, первый и второй формирователи импульсов, триггер и элемент И, от.гинаюи4ееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены третий и четвертый счетчики импульсов, второй регистр, элемент НЕ, цифровой компаратор, шина логической единицы и установочная шина, второй выход блока формирователей импульсов соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, информационные выходы и выход переноса которого соединены соответственно с информационными входами второго регистра и с входом установки единицы триггера, выход которого соединен с входами управления реверсом второго и третьего счетчиков импульсов, выходы третьего счетчика импульсов соединены с первой группой информационных входов второго счетчика импульсов, выход первого счетчика импульсов соединен непосредственно с входом разрешения счета второго счетчика импульсов и входом первого формирователя импульсов и через второй формирователь импульсов — с входом разрешения записи второго счетчика импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом элемента И

1314360

U1

Г г

V3

LРиг 2

Составитель В. Федотов

Редактор Л. Маковская Техред И. Верее Корректор Н. Король

Заказ 2007, 50 Тираж 544 Подписное

ВНИИГ!И Государственного комитета СССР но делам изобретений и открытий

113035, Москва,,Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 и с входом разрешения чтения блока памяти, выход готовности которого соединен с входом разрешения записи первого регистра, выход готовности которого соединен с входами установки нуля первого счетчика импульсов и триггера, выход элемента И соединен с входами установки нуля и разрешения записи соответственно четвертого счетчика импульсов и второго регистра, информационные выходы которых соединены соогветственно с первыми и вторыми входами цифрового компаратора, выход которого соединен через инвертор с входами разрешения счета третьего и четвертого счетчиков импульсов, счетные входы которых соединены с первым выходом блока формирователей импульсов, второй вход элемента И соединен через переключатель с шиной логической единицы устройства, вторая группа информационных входов второго счетчика импульсов соединена с уста10 новочной шиной.

L в

Utt

Uio

L "г