Устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков
УСТРОЙСТВО ЛИНЕАРИЗАЦИИ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее делитель частоты , блок управления, счетчик первьй и второй блоки памяти, счетчик адреса и элемент И, первый вход элемента И является входом устройства, d второй вход соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом счетчика, выходы которого являются выходом устройства , а установочные входы соединены с выходами второго блока памяти, входы первого и второго блоков памяти соединены с выходами счетчика адреса, о тли чающее.с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены управляемый делитель частоты и реверсивный счетчик, установочные входы управляемого делителя частоты соединены с выходами первого блока памяти, выход - с входом счетчика импульсов, а вход с третьим выхог дом блока управления и входом делителя частоты, выход которого соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И, выход переноса - с входом счетчика адреса, а выход заема - с входом блока управления . .
СОЮЗ GOBETCHHX
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (!9) (11) 4(5ин ОЗМ 1 50
1 вг »; i, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 13 -,,::! К АВТОРСКОМ .Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И,ОТНРЬГГИЙ (21) 3667834/24-21 (22) 01. 12. 83 (46) 15.06.85. Бюл. М 22 (72) Г.А,Недашковская и А.И.Недашковский (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт нм. М.И.Калинина (53) 621.317(088.8) (56) 1,. Новицкий П.В., Кнорринг В.Г,, 1 утннков В.С. Цифровые приборы с частотными датчиками. Л., 1970, с. 254-257. 2. Авторское свидетельство СССР по заявке В 3408749/21, кл. Н 03 К 13/20, 1982 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ЛИНЕАРИЗАЦИИ ВЫХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее делитель час1оты, блок управления, счетчик, первый и второй блоки памяти, счетчик а11-.: реса и элемент И, первый вход элемента И является входом устройства, а второй вход соединен с первви ви ходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом счетчика, выходы которого являются выходом устройства, а установочные входы соединены с выходами второго блока памяти, входы первого и второго блоков памяти соединены с выходами счетчика адреса, о т л и ч а ю щ е е.с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, в него введены управляемый делитель частоты и реверсивный счетчик, установочные .входы управляемого делителя частоты соединены с выходами первого блока памяти, выход - с входам счетчика 3 импульсов, а вход - с третьим выхо-. дом блока управления и входом дели.теля частоты, выход которого соединен .с вычитающим входом реверсивного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И, выход переноса - с входом счетчика адреса, а выход заема - с входом блока управления. 1162046 Изобретение относится к области . -.электроизмерений и может быть использовано для измерения электрических и неэлектрических величин с применением нелинейных частотных датчиков. Известно устройство кусочно-линейной аппроксимации характеристик частотных датчиков, содержащее умножитель выходной частоты на коэффици- 10 енты, соответствующие каждому участку аппроксимации (1) . Наиболее близким по технической сущности к,данному является устройство линеаризации выходных 15 характеристик частотных датчиков, содержащее блок управления, первый элемент И, первый и второй блоки памяти, счетчик, управляемый генератор, делитель частоты, второй 20 элемент И и счетчик адреса, причем первый вход первого элемента И является входом устройства, второй его вход соединен с первым выходом блока управления, входы блоков памя- 25 ти соединены между собой и с выходами счетчика адреса, выходы второго блока памяти соединены с входами счетчика, выходы которого являются выходом устройства, выход первого элемента И соединен с первым входом генератора, второй вход его соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с третьим входом генаратора и первым входом счетчика, четвертый выход 35 блока управления соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с входом счетчика адреса, а второй вход второго элемента И соединен с выходом счетчика, выходы первого блока памяти соединены с управляющими входами генератора, выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с счетным входом счетчика j2) . Однако устройство отличается не.достаточной точностью и быстродейст вием. Точное преобразование нелине- 50 аризованной частоты 1» в число К err линейно связанное с преобразуемой величиной х, предполагает поддержание стабильным значение частоты 1„ в течение обоих тактов. Изменение 55 во втором такте этого значения, находящегося вблизи границы участков аппроксимации, может привести к появлению погрешности. Быстродействие устройства приблизительно в два такта ниже однотактного. Цель изобретения — повышение точности преобразования и быстродействия устройства. Цель достигается тем, что в устройство линеариэации выходных характеристик частотных датчиков, содержащее делитель частоты, блок управления, счетчик, первый и второй блоки памяти, счетчик адреса и элемент И, первый вход элемента И является входом устройства, а второй вход соединен с первым выходом блока управления, второй выход которого соединен с управляющим входом счетчика, выходы которого являются выходом устройства, а установочные входы соединены с выходами второго блока памяти, входы первого и второго блоков памяти соединены с выходами счетчика адреса, введены управляемый делитель частоты и.реверсивный счетчик, установочные входы управляемого делителя частоты соединены с выходами первого блока памяти, выход — с входом, счетчика импульсов, а вход — с третьим выходом блока управления и входом делителя частоты, выход которого соединен с вычитающим входом реверсив.ного счетчика, суммирующий вход которого соединен с выходом элемента И, выход переноса — с входом счетчика адреса, а выход заема — с входом блока управления. На фиг. 1 дана структурная схема устройства; на фиг. 2 — график типичной-выходной характеристики датчика. Устройство содержит делитель частоты, блок 2 управления, счетчик 3, первый 4 и второй 5 блоки памяти, счетчик 6 адреса, элемент 7 И, управляемый делитель 8 частоты и реверсивный счетчик 9. Первый вход элемента 7 является входом устройства, второй его вход соединен с первым выходом блока 2, а выход — с суммирующим входом счетчика 9, вычитающий вход которого через делитель 1 соединен с третьим выходом блока 2 и входом делителя 8, выход которого соединен с входом счетчика 3, выходы которого являются выходом устройства, управляющий вход счетчика 3 соединен с вторым выходом блока 2, а установочные входы соединены с блоком 5, выходы блока 4 соединены! 3 11620 с установочными входами делителя 8, входы блоков 4 и 5 соединены с выходами счетчика 6, вход которого соединен с выходом переноса счетчика 9, выход заема которого соединен с входом блока 2. Устройство работает следующим образом. Преобразование (фиг. 2) нелинеаризованной характеристики N» =F(x) 1О в линеаризованную Н qq = (х) осуществляется в два такта. Причем в первом такте производится преобразование нелинеаризованной частоты 1Х в число. Nõ — х пр (где t пр — опорный вре- 15 менный ийтервал) . Таким образом, определяется номер < -ro участка аппроксимации, в пределых которого находится значение х или число N» (например, 4-ro участка, как показа- 20 но на фиг. 2), а следовательно, определяется значение коэффициента аппроксимации этого участка. Осуществляется запоминание временного интервала, пропорционального раэ- 25 — "х(„, где «(i- j число, соответствующее началу -ro участка нелинеаризованной характеристики N y =F(x) датчика. Кроме того, значение и хл(> >) соответствующее 30 началу q -го участка линеаризованиой характеристики N z = (х), записыва- ется в счетчик импульсов. Во втором такте счетчик импульсов заполняется импульсами опорной частоты f оп, умноженной на коэффициент аппрокси35 мации k;, в течение запомненного ранее временного интервала, пропорционального разности К « — Н ><,,1 . Выбором значения частоты 1 д этот 40 временной интервал сокращают во втором такте во много раз. В результате 1 осуществляется коррекция нелинейности, т. е. число 1» преобразуется в число Хл, линейно связанное М с измеряемой величиной х. В начале каждого преобразования осуществляется начальная установка в исходное состояние. Цепи начальной установки счетчика 6, реверсив- 50 ного счетчика 9 и делителя 1 на фиг. 1 не показаны. На первом выходе блока 2 управления формируется вре- менной интервал 1д, в течение кото-. рого импульсы преобразуемой часто- 55 ты 1» через элемент 7 И подаются насуммирующий вход реверсивного счетчика 9. Емкость счетчика 9 выбира46 4 ется равной длине участка аппроксимации. При этом предполагается, что рабочий диапазон в соответствии с нелинеаризованной характеристикой H<=F(x) разбивается по оси N Hà и равных участков (фиг. 2). Следовательно, по окончании длительности в счетчике 6 адреса оказывается записанным число, равное номеру 1 -ro участка аппроксимации, в пределах которого находится значение x(Nx). В соответствии с полученным состоянием счетчика 6 адреса на выходе перного блока 4 памяти формируется код, обеспечивающий требуемый коэффициент 1; аппроксимации, в частности, необходимый для данного < --го участка коэффициент Kóp лел деления управляемого делителя 8 частоты. На выходах второго блока 5 памяти формируется код, равный числу .Н «„,,1, соответствующему началу i -ro участка аппроксимации и лежащему на линеаризованной характеристике 11«„= (х). По окончании времени преобразования tpp число NХ (;, импульсом, формируемым на втором выходе блока 2 управления„ переписывается в счетчик 3 импульсов. На этом заканчивается первый такт преобразования. Длительность |д второго такта преобразования определяется выбором значения опорной частоты 1 и, числом оп « 8< — Hy,(,„,, хранящимся в реверсивном счетчике 9, а также коэффициентом деления K zq делителя 1 частоты. Назначение делителя 1 - обеспечить возможность установки значения коэффициента k„ аппроксимации,. меньшего, большего и равного единице. Таким образом, длительность 1 второго такта определяется выражением (Нх "х<с- 11. "дел. 2 ов Окончание этой длительности фиксируется формированием сигнала на выходе заема счетчика 9 и подачей его на вход блока 2 управления. На этом работа устройства заканчивается. В результате на выходе счетчика 3 подается результат Rх„ преобразования М К ХЛ ХЛ(а-I) 2 "qnp. Аел где kqnp «е„- коэффициент деления управляемого делителя 8 частоты. Последнее выражение в общем виде можно представить так: 1162046 Фиг. 7 При этом коэффициент К; аппроксимации может принимать значение, меньше, равное и большее единицы. Точность преобразования по сравнению с прототипом повышается, так как во втором такте частота f> в процессе преобразования не участвует. Быстродействие возрастает в связи с тем, что длительность второго такта в случае 1 „= 3 > не превышает первîro ,такта; Как правило, э та длительность уменьшается во много раз, еслибы „» „, 1162046 Np ФХЛ ИХ2 ХЛЗ Х1 Ви2 Составитель В. Латыпев Редактор О. Колесникова Техред М.Гергель Корректор Е. Рошко Заказ 3977/56 Тирак 872 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г.уагород, ул.Проектная, 4
