Измеритель физических величин

 

Изобретение относится к области цифрового измерения физических величин - давления, перемещений, силы. температуры, влажности и т.д. с пойощью резонаторных СВЧ-датчиков. Цепь изобретения - повьнпение точности и быстродействия. Устройство содержит СВЧ-генератор 1, генератор линейно изменяющегося напряжения 2, делитель мощности 3, опорный датчик 4, формирователь временных интервалов (ФВИ) 5, состоящий из двух триггеров 6 и 7, двух блоков выделения переднего фронта 8 и 11,.двух элементов И 9 и 13,триггера управления реверсом 10 и блока выделения заднего фронта 12, формирователь резонансных импульсов 14,измерительный датчик 15, индикатор 16, программно-временной блок (ПВБ) 17 и блок измерения временных интервалов (БИВИ) 18, состоящий из сл

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

091 <11>

А1 (504 601 N 22 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ. И ОТКРЫТИЙ (21) 3712559/24-09 (22) 13.03.84 (46) 30.05.86. Бюл. У 20

° ° ° ° °

72) П.Т.Харитонов и Е.П.Осадчий

53) 621.317.39(088.8) температуры, влажности и т.д. с помо.щью резонаторных СВЧ-датчиков. Цель изобретения — повышение точности и быстродействия. Устройство содержит

СВЧ-генератор 1, генератор линейно изменяющегося напряжения 2, делитель . мощности 3, опорный датчик 4, формирователь временных интервалов (ФВИ)

5, состоящий из двух триггеров 6 и

7, двух блоков выделения переднего фронта 8 и 11,.двух элементов И 9 и

13, триггера управления реверсом 10 и блока выделения заднего фронта 12, формирователь резонансных импульсов

14, измерительный датчик 15, индикатор 16, программно-временной блок (ПВБ) 17 и блок измерения временных интервалов (БИВИ) 18, состоящий из (56) Берлинер М.А. Электрические измерения, автоматический контроль и регулирование влажности. М. — Л.:

Энергия, 1965, с. 271-279.

Авторское свидетельство СССР

11 322708, кл. С 01 N 22/00, 1972. (54) ИЗМЕРИТЕЛЬ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН (57) Изобретение относится к области цифрового измерения физических величин — давления, перемещений, силы, / йс.- -.., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯЦ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1234760 генератора счетных импульсов 19, эле- ИЛИ 24 и блока задержки 25. Цель досмента И 20, счетчика 21, регистра 22, тигается выполнением ФВИ 5 и введенивычислительного блока 23, элемента ем ПВБ 17 и БИВИ 18. 1 ил.

Измеритель физических величин работает следующим образом.

Однократно в начале работы форми- З5 руется сигнал "Пуск" в программновременном блоке 17, обеспечивающий установку ГЛИН 2 в исходное. состояние, установку в нулевое состояние триггера 10 и счетчика 21 через блок 40 задержки 25 и элемент ИЛИ 24.

-ГЛИН 2 находится в режиме формирования линейно растущего напряжения за счет низкого уровня сигнала с прямого выхода триггера -10, что обеспе- 45 чивает линейное нарастание частоты

f„„на выходе СВЧ-генератора 1.

Изобретение относится к цифровому измерению физических величин — давления, перемещений, силы, температуры, влажности и т.д., с помощью резонаторных СВЧ-датчиков.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия.

На чертеже приведена структурная электрическая схема измерителя физических величин.

Измеритель физических величин содержит .СВЧ-генератор 1, генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН 2), делитель 3 мощности, опорный датчик 4, формирователь 5 временных интервалов, включающий первый и второй триггеры 6 и 7, первый блок

8 выделения переднего фронта:, первый элемент И 9, триггер 10 управления

Ф реверсом, второй блок 11 выделения переднего фронта, блок 12 выделения заднего фронта и. второй элемент И 13, формирователь 14 резонансных импульсов, измерительный датчик 15, индикатор 16, программно-временной блок

17, блок 18 измерения временных интервалов, состоящий из генератора 19 счетных импульсов, третьего элемента

И 20, счетчика. 21, регистра 22, вычислительного блока 23, элемента ИЛИ

24, блока задержки 25.

В интервале t t значение частоты f< на входе onopnoro датчика 4 м близко к значению резонансной частоты и опорного датчика 4, за счет оп чего коэффициент передачи мощности

СВЧ с входа на выход опорного датчика

4 резко возрастает, приближаясь к единице. Как следствие, на выходе формирователя 14 формируется видеоимпульс, по заднему фронту которого устанавливается в единичное состояние триггер 7.

Сигналом с выхода триггера 7 разрешается прохождение счетных импульсов на счетный вход счетчика 2 l Счет продолжается до момента С, совпадающего с задним фронтом сигнала с формирователя 14, формируемого в интервале tz- t4 за счет совпадения частоты f „ СВЧ-генератора 1 с резонансной частотой f измерительного датчика 15.

Мм

В момент времени t формируется сигнал с триггера 7 за счет совпадения сигналов в элементе И 9, триггер

6 устанавливается в единичное состояние; сигнал с его выхода совпадает в момент t4 с задним фронтом сигнала с формирователя 14 в элементе И 13, сигналом с элемента И 13 устанавливаются в нулевое состояние, триггеры 7 и 6. По заднему фронту сигнала с триггера 6 переключается в единичное состояние триггер 10, на вход реверса

ГЛИН 2 подается единичный уровень сигнала с выхода триггера 10, переводящий ГЛИН 2 в режим формирования линейно падающего напряжения (с мо,мента t4 ) .

В интервал времени t - t формируется видеоимпульс на выходе формирователя 14 за счет совпадения значений частот f> и й„ . По заднему фрончм н м ту импульса с блока 12 в момент t6 пе-. реводится в единичное состояние триггер 7, разрешается прохождение счетных импульсов на счетный вход счетчика 21 с выхода генератора 19 через з 1234 схему элемента И 20. Счет продолжается до момента времени t, когда формируется по заднему фройту сигнала с блока 12 сигнал с элемента И 13, устанавливающии триггер 7 в нулевое состояние. В этом интервале времени . с! — в счетчике 21 формируется код, пропорциональный разности частот

НЗм oq

Взаимосвязь измеряемой величины X i0 с кодом на выходе регистра 22 для датчика с линейной зависимостью частоты f îò параметра Х имеет вид

ИЗм, К,. Х !

4 где К,= — — — — коэффициент преобраХ зования измеряемой величины Х в интервал времени zt;

Т вЂ” период счетных импульс4 сов на выходе генератора 19.

Полученное в счетчике 21 значение

25 кода N переписывается по сигналу с выхода элемента ИЛИ 24 в момент t c выходов счетчика 21 в регистр 22 за счет формирования сигнала в формирователе 5. Одновременно сигналом с блока 11.обеспечивается запуск вычис- З0 лительного блока 23 через программновременной блок 17 для вычисления значения по значению кода, подаваемого с выходов регистра 22 на информационные входы вычислительного блока 23. 35

Формула и з о б р е т е н и я

Измеритель физических величин, содержащий последовательно соединенные 40

СВЧ-генератор, управляющий вход которого подключен к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), делитель мощности, опорный датчик, формирователь резонансных им-45 пульсов и формирователь временных интервалов, включающий первый и второй триггеры, измерительный датчик, включенный между вторым выходом дели» теля мощности ивторым входомформиро- 50 вателя .резонансных импульсов, и индикатор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, введены блок измерения временных интервалов, включенный 55 между выходом формирователя временных интервалов и индикатором, и программно-временной блок, первый выход

760 которого соединен с входом установки в исходное состояние ГЛИН, а второй— с входом управления скоростью измене- ния напряжения ГЛИН, в формирователь временных интервалов введены последовательно соединенные первый блок выделения переднего фронта, первый элемент И, выход которого соединен с единичным входом первого триггера, последовательно соединенные триггер. управления реверсом и второй блок выделения переднего фронта, выход которого является выходом формирователя временных интервалов, и последовательно соединенные блок выделения заднего фронта и второй элемент И, при этом выход блока выделения заднего фронта соединен с единичным входом второго триггера, выход которого поцключен к второму входу первого элемента И и является, вторым выходом формирователя временных интервалов, счетный вход триггера управления реверсом соединен с выходом первого триггера и вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к нулевым входам первого и второго триггеров, входы первого блока выделения переднего фронта и блока выделения заднего фронта являются первым входом блока формирования временных интервалов, а вход установки в исходное состояние триггера управления реверсом является вторым входом формирователя временных интервалов, блок измерения временных интервалов состоит из последовательно соединенных генератора счетных импульсов, третьего элемента И, счетчика, регистра и вычислительного блока, а также элемента ИЛИ и блока задержки, при этом первый вход элемента ИЛИ является входом блока измерения временных интервалов и соединен с входом программно-временного блока, второй вход элемента ИЛИ является вторым входом блока измерения временных интервалов и соединен с первым выходом программно-временного блока и вторым входом формирователя временных интервалов, выход элемента ИЛИ соединен с входом блока задержки и входом разрешения записи регистра, вход генератора счетных импульсов является третьим входом блока измерения временных интервалов и соединен с третьим выходом программно-временного блока, четвертый выход которого подключен к

1234760

Составитель P.Êóýíåöoâà

Редактор Л.Авраменко Техред М.Ходанич Корректор M.Ñàìáîðñêàÿ

Заказ 2978/47 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 управляющему входу блока измерения временных интервалов, соединенному с управляющим входом вычислительного блока,, второй вход третьего элемен та И является четвертым входом блока измерения временных интервалов и соединен с вторым выходом формирователя временных интервалов, выход вы числительного блока является выходом блока измерения временных интервалов °