Измерительное устройство для первичного преобразования

 

Изобретение относится к области средств измерения, контроля и управления и может быть использовано в качестве измерительного устройства при работе с емкостными, резистивными или индуктивными датчиками. Цель изобретения является повышение точности измерения неэлектрических величин путем поочередного подключения к времязадающей цепи генератора 1, преобразуемого элемента 2 и эталонного элемента 3. При этом формируются измерительные интервалы времени с длительностями, равными целому числу периодов колебаний генератора 1. Пакет тактовых импульсов длительностью, равной сумме длительностей двух измерительных интервалов, сформированных при работе генератора 1 с преобразуемым элементом 2 и эталонным элементом 3, подается на счетный вход реверсивного счетчика 10, осуществляющего в течении соответствующих измерительных интервалов суммирование и вычитание. Устройство содержит также коммутатор 4, делитель частоты 5, триггеры 6, 7, генератор 8, блок управления 9, регистр 11, блок 12 обработки. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) Щ) 5 С О1 R 27/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

)ъююъ а»„

Фиг.1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 . (21) 4432559/24-21 (22) 30,05.88 (46) 23.07.90. Бюл. ¹- 27 (71) Минский радиотехнический институт (72) С.М. Лапшин и Г.П. Дунаева (53) 621.317 (088.8) (56) Патент США № 4642555, кл. G 01 R 27/26, 1985. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ

ПЕРВИЧНОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ (57) Изобретение относится к области средств измерения, контроля и управления и может быть использовано в качестве измерительного устройства при работе с емкостными, резистивными или индуктивными датчиками. Целью изобретения является повышение точности измерения неэлектоических величин путем поочередного

2 подключения к времяэадающей цепи генератора l преобразуемого элемента 2 и эталонного элемента 3, При этом формируются измерительные интервалы времени с длительностями, равными целому числу периодов колебаний генератора 1. Пакет тактовых импульсов длительностью, равной сумме длительностей двух измерительных интервалов, сформированных при работе генератора 1 с преобразуемым элементом 2 и эталонным элементом 3, подается на счетный вход реверсивного счетчика 10, осуществляющего в течение соответствующих измерительных интервалов суммирование и вычитание.

Устройство содержит также коммутатор

4, делитель частоты 5, триггеры 6,7, генератор 8, блок управления 9, регистр 11, блок 12 обработки. 2 ил.

1580290

Изобретение относится к области средств измерения неэлектрических величин и может быть использовано для преобразования емкости сопротив1

5 ления, индуктивности измеряемых элементов в цифровой код.

Целью изобретения является повышение точности измерения.

На фиг.1 приведена структурная схема измерительного устройства для первичного преобразователя; на фиг,2временные диаграммы, поясняющие его работу.

Измерительное устройство для первичного преобразования содержит первый генератор 1, преобразуемый элемент 2, эталонный элемент 3, коммутатор 4, делитель 5 частоты, первый 6 и второй 7 триггеры, второй генератор 20

8, блок 9 управления, реверсивный ! счетчик 10, регистр 11 и блок 12 обработки.

Преобразуемый элемент 2 и эталонный элемент 3 одними выводами под- 25 ключены к одной точке времязадающей цепи первого генератора 1, а другими выводами. — к входам коммутатора 4, выход которого подсоединен к второй точке времязадающей цепи первого 30 генератора 1. Выход первого генератора 1 соединен с входами делителя 5 частоты, выход которого подключен к входу первого триггера 6. Прямой и инверсный выходы первого триггера 6 соединены с входами управления коммутатора 4 и реверсивного счетчика 10.

Вход второго триггера 7 соединен с прямым выходом первого триггера 6, а выход — с входом управления второго 40 генератора 8 и входом блока 9 управления. Выходы разрядов реверсивного счетчика через регистр 11 подключены к входам разрядов блока 12 обработки, выходы блока 9 управления соединены 45 с входом записи регистра 11 и установочным входом реверсивного счетчика 10 °

Устройство работает следующим образом. 50

Пусть в первый момент времени первый триггер б находится в первом устойчивом состоянии. При этом к времязадающей цепи первого генератора 1 подключен преобразуемый элемент 2 и 55 генератор вырабатывает колебания с периодом, которые поступают на вход делителя 5 частоты с коэффициентом деления N После того, как на вход делителя частоты поступит N колебаний, перепад напряжения на выходе делителя частоты переключит триггер б во второе устойчивое состояние и коммутато 4 подключит к времязадающей цепи генератора 1 эталонный элемент 3. Генератор 1 начнет вырабатывать колебания с периодом

Т, определенным параметрами эталонного элемента, через N периодов переключится триггер 6 и к времязадающей цепи генератора 1 снова подключится преобразуемый элемент 2, Таким образом, на выходе генератора 1 формируются последовательности из Б колебаний, периоды которых Т, и Т, определяются соответственно параметрами преобразуемого (Т,)и эталонного (Т ) элементов (фиг.2а). При этом длительность первой последовательности составит Ы Т „ а второй — N T .

Соответственно длительности сигналов на прямом и инверсном выходах первого триггера 6 будут также равны N T и N T (фиг.2б и в), Передний фронт импульса с прямого выхода первого

I триггера 6 переключит второй триггер

7, который вырабатывает импульс (фиг,2г) длительностью N (Т, + Т ), поступающий на вход управления второго генератора 8, который в течение этого времени вырабатывает тактовые импульсы с периодом Т>, поступающие на счетный вход реверсивного счетчика 10 (фиг,2д). Благодаря такому способу запуска второго генератора обеспечивается синхронизация тактовых импульсов и сигналов управления, что снижает погрешность измерения. Одновременно на входы управления реверсивного счетчика поступают импульсы с прямого и инверсного выходов триггера 6 таким образом, что в течение времени, когда к первому генератору подключен преобразуемый элемент, реверсивный счетчик осуществляет суммирование тактовых импульсов, а во время подключения эталонного элемента — вычитание.

По окончании первого цикла работы устройства на выходе разрядов реверсивного счетчика 10 будет присутствовать двоичный код M соответствующий разности числа тактовых импульсов, поступивших во время работы преобразуемого и эталонного элементов

158029

Таким образом, если параметры преобразуемого и эталонного элементов отличаются так, что разность между периодами Т и Т составляет

= Т< — Т, разность длительностей импульсов на приемном и инверсном выходах первого триггера 6 будет в N раэ больше

< е = Nht, что эквивалентно увеличению чувствительности к изменениям параметров пре- 1> обраэователя в N раз.

Влияние нестабильности частоты первого генератора на точность измерения при этом исключается, так как периоды колебаний Т, и Т за счет 20 ухода частоты генератора получают одинаковые приращения, которые компенсируются при осуществлении операции вычитания в реверсивном счетчике. 25

По окончании первого цикла измерения блок 9 управления вырабатывает первый управляющий сигнал (фиг,2е), по которому информация с выхода разрядов реверсивного счетчика фиксиру- gp ется регистром 11. Под действием второго управляющего импульса (фиг.2ж) происходит сброс реверсивного счетчика, и устройство готово к выполнению следующего цикла измерения.

Фо р мул а и з о б р е т е ни я

Измерительное устройство для пер0 6 вичного преобразования, содержащее преобразуемый элемент, эталонный элемент, первый и второй генераторы, реверсивный счетчик и блок обработки, причем первый вывод преобразуемого элемента соединен с первым времязадающим входом первого генератора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности, в него введены коммутатор, делитель частоты, первый и второй триггеры, блок управления и регистр, при этом первый вывод эталонного элемента соединен с первым времязадающим входом первого генератора, а вторые выводы эталонного и преобразуемого элементов соединены с соответствующими входами коммутатора, выход которого соединен с вторым времязадающим входом первого генератора, выход которого через последовательно соединенные делитель частоты, первый и второй триггеры соединен с входом управления второго генератора и входом блока управления, прямой и инверсный выходы первого триггера соединены с соответствующими входами управления коммутатора и реверсивного счетчика, счетный вход которого соединен с выходом второго генератора, а выходом разрядов через регистр соединен с входами разрядов блока обработки, выход блока управления соединен с установочным входом реверсивного счетчика и входом записи регистра.

1580290

Составитель А. Шикерун

Редактор С. Пекарь Техред М.Дидык Корректор С. Черни

Тираж 556

Подписное

Заказ 2009

ВНИИПИ Государственного комите.. по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4(5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r, Ужгород, ул. Гагарина, 101