Устройство для определения крутизны измеряемой функции

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КРУТИЗНЫ ИЗМЕРЯЕМОЙ ФУНКЦИИ, содержащее компаратор, первый вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а второй вход - с входнойклеммой устройства, сдвиговый регистр, ключ и реверсивный счетчик, вход которого соединен с выходом импульсного генератора, отличающееся тем, что, с целью повьппения быстродействия, в него введены второй реверсивный счетчик и элемент И-НЕ, при этом вы .b jwGiiv, ., ход импульсного генератора соединен с входами ключа и сдвигового регистра , выходом подключенного к одному из входов элемента И-НЕ и к шине вычитания второго реверсивного счетчика , выход элемента И-НЕ соединен с управляющим входом ключа, выход последнего подключен к входу второго реверсивного счетчика, шина сложения которого соединена с вторым входом элемента И-НЕ, с информационным входом сдвигового регистра, с выходом компаратора и шиной сложения первого реверсивного счетчика, шина вычитания которого подключена к инверсному выходу компаратора, выходы первого реверсивного счетчика по (Л разрядно соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя и с первой выходной клеммой устройства, установочные входы сдвигового регистра и реверсивных счетчиков соединены с входной клеммой Устанопка н О устройства, а выходы разрядов второго реверсивного счетчика - с второй выходной клеммой устройства.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1109672 зг5и С 01 R 29/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3572576/18-21 (22) 04.04.83 (46) 23.08.84. Бюл. № 31 (72) Г .Г.Воробьев и Н.Г ..Сидоров (71) Куйбышевское специальное конструкторское бюро Научно-производственного объединения "Нефтехимавтоматика (53) 621.317.725(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

¹ 770066779922, кл. G Ol R 19/12, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР №- 336608, кл. С 01 R 19/12, 1970 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ

КРУТИЗНЫ ИЗМЕРЯЕМОЙ ФУНКЦИИ, содержащее компаратор, первый вход которого соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а второй вход — с входной клеммой устройства, сдвиговый регистр, ключ и реверсивный счетчик, вход которого соединен с выходом импульсного генерагора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены второй реверсивный счетчик и элемент И-НЕ, при этом выход импульсного генератора соединен с входами ключа и сдвигового регистра, выходом подключенного к одному из входов элемента И-НЕ и к шине вычитания второго реверсивного счетчика, выход элемента И-НЕ соединен с управляющим входом ключа, выход последнего подключен к входу второго реверсивного счетчика, шина сложения которого соединена с вторым входом элемента И-НЕ, с информационным входом сдвигового регистра, с выходом компаратора и шиной сложения первого реверсивного счетчика, шина вычитания которого подключена к инверсному вьгходу компаратора, выходы первого реверсивного счетчика поразрядно соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя и с первой выходной клеммой устройства, установочные входы сдвигового регистра и реверсивных счетчиков соединены с входной клеммой "установка в О" устройства, а выходы разрядов второго реверсивного счетчика — с второй выходной клеммой устройства.

1 1109

Изобретение относится к иэмери/ тельной технике и может быть использовано для измерений крутизны входных сигналов различной формы, в

l частности крутизны линейно изменяющегося напряжения °

Известно устройство для измерения скорости линейно изменяющегося напряжения, содержащее источник управляющего напряжения, две пары ключей, два запоминающих устройства и счетчик времени (1).

Недостатками этого устройства являются низкая точность измерений, об"словленная аналоговой структурой измерительных цепей, и наличие дополнительных технических средств для вычисления крутизны.

Наиболее близким к изобретению

20 является устройство для автоматической регистрации средней скорости медленно изменяющихся напряжений, содержащее два регистра памяти, выполненные на сдвиговых регистрах, вычислительный блок, блок управления.

) три управляемых ключа, преобразователь напряжение — код, включающий компаратор и реверсивный счетчик, преобразователь код — напряжение и

30 регистрирующий прибор (2 ).

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие, обусловленное необходимостью выполнения операции вычисления крутизны.

Целью изобретения является повы- 35 шение быстродействия.

Цель достигается тем, что в устройство для определения крутизны измеряемой функции, содержащее компаратор, первый вход которого сое- 40 динен с выходом цифроаналогового преобразователя, а второй вход — с входной клеммой устройства, сдвиго.вый регистр, ключ и реверсивный

1счетчик, вход которого соединен с

45 выходом импульсного генератора, введены второй реверсивный счетчик и элемент И-НЕ, при этом выход импульсного генератора соединен с входами ключа и сдвигового регистра, выходомь0 подключенного к одному из входов элемента И-НЕ и к шине вычитания второго реверсивного счетчика, выход элемента И-НЕ соединен с управляющим входом ключа, выход послед- 55 него подключен к входу второго реверсивного счетчика, шина сложения которого соединена с BYophIM входом б72 2 элемента И-НЕ, с информационным входом сдвигового регистра,. с выходом компаратора н шиной сложения первого реверсивного счетчика, шина вычитания которого подключена к инверсному выходу компаратора, выходы первого реверсивного счетчика поразрядно соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя и с первой выходной клеммой устройства, установочные входы сдвигового регистра и реверсивных

1 счетчиков соединенены с входной клеммой "Установка в 0" устройства, а выходы разрядов второго реверсивного счетчика — с второй выходной клеммой устройства.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства на фиг. 2-4 — диаграммы напряжений в различньп точках схемы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит (фиг. 1) реверсивные счетчики 1 и 2, сдвиговый регистр 3, компаратор 4, импульсный генератор 5, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 6, выходом соединенный с первым входом компаратора

4, выход последнего соединен с первым входом элемента И-HE 7, с входом сдвигового регистра 3, с шинами сложения реверсивных счетчиков 1 и

2, выход сдвигового регистра 3 соединен с вторым входом элемента И-НЕ

7, выходом подключенного к управляющему входу ключа 8, второй вход компаратора 4 соединен с входной клеммой 9 устройства, выходы реверсивных счетчиков 1 и 2 соединены с выходными клеммами 10 и 11 устройства, установочные входы сдвигового регистра 3 и реверсивных сигналов

1 и 2 соединены r входной клеммой

12 "Установка в 0".

Устройство работает следующим образом. !

Перед началом измерения подается команда "Установка в 0". По этой команде реверсивные счетчики 1 и 2 устанавливаются в "0", а в сдвиговый регистр 3 заносится число

0101...0101. Принципиально установку в "0" необходимо производить только для реверсивного счетчика 2.

При отсутствии входного измеряемого

cI напряжения 0„ H) реверсивный счетчик 1 и сдвиговый регистр 3 устанавливаются в исходное состояние

3 1 автоматически. Число 0101...0101, запнсываемое в регистр 3, есть код нулевого состояния, динамический нуль компаратора 4. Такое состояние (0101...0101) принимает прямой выход компаратора под действием сигналов импульсного генератора 5 и при отсутствии входного измеряемого напряжения.

При этом выходные сигналы компаратора на шинах управления сложением и вычитанием реверсивного счетчика 2 не изменяют его состояния (фиг. 2). В первом случае (левая часть диаграмм) счетные импульсы не проходят в счетчик 2, так как приходят в моменты отсутствия разрешения на обоих шинах управления сложением и вычитанием. На диаграмме d. они обозначены нулями. В то время, когда на обоих шинах (+) и (-) реверсивного счетчика присут-. ствует потенциал "1", срабатывает элемент И-HE 7, который закрывает ключ 8. При наличии "0" на шинах (+) и (-) счетчик 2 закрыт по входу.

Во втором случае (правая часть диаграмм) счетные импульсы попеременно поступают на сложение (+) или на .вычитание (-) реверсивного счетчика 2 и также не изменяют его состояния. а

При нарастании входного 0„() измеряемого напряжения подключается

ЦАП 6. Режим работы компаратора 4 изменяется. Количество полупериодов с потенциалом "1" на его прямом выходе увеличивается прямо пропорционально крутизне измеряемой функции (фиг. 3 и 4). За время первого

10чн 72

4 такта ь), равного времени обновления информации в регистре 3, происходит увеличение числа в счетчике 2 (левая часть диаграмм фиг. 3). При неизменной крутизне измеряемой функции, начиная с второго такта д1, показания счетчика 2 не изменяются, что обусловлено одинаковостью формы напряжения на выходе компаратора 4

10 (шина сложения, диаграмма а и на выходе регистра 3 (шина вычитания, диаграмма с ), начиная с второго такта (правая часть диаграмм фиг. 3).

При этом импульсы сложения и вычита1S ния строго чередуются.

Измеряемая функция показана в виде отрезков прямых (фиг. 4) и в общем случае может иметь любую форму.

Время переходного процесса д). (фиг.4)

Z0 условно представлено в большем масштабе. При воспроизведении переходного процесса дискретность его уровней неразличима, так как величина последних определяется только часто25 той генератора 5. При наблюдении оператор видит только прямые участки напряженияu„, (Н/д1, которые ха(и) рактеризуют крутизну измеряемого напряжения (Uи <(4))

30 . Устройство позволяет одновременно измерить в цифровой форме значение измеряемой функции U,ц „ (t) и ее крутизну ьЦ (1}/ь1, где ae = )), М— количество™разрядов сдвигового pef

35 гистра, i — период частоты импульс ного генератора. Повышение быстродействия устройства достигается за счет сокращения количества последовательных операций при вычислении крутизны.

1!09672

Фиг.) ! l09612

1

1109672

Составитель Л. Муранов

Редактор П. Шуяпа Техред Т.Дубинчак Корректор Е. Сиро. чан

Заказ б0?",/30 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Фц.»»i.п ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4