Устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков

 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для получения кода измеряемой величины, являющейся функцией от периода сигнала частотного датчика. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности работы устройства. Устройство содержит частотный датчик 1, формирователь 2 измеряемого интервала, первый элемент И 3, генератор 4 тактовых импульсов, накапливающий сумматор 5, блок 6 формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика, выполненный на программируемом постоянном запоминающем устройстве, второй элемент И 7, счетчик 8, регистр 9 памяти. В устройстве применена кусочно-ломаная аппроксимация характеристики частотного датчика. Угол наклона каждого аппроксимирующего отрезка определяется суммой кода на входе сумматора 5 и выходного кода блока 6, который, в свою очередь, изменяется в зависимости от текущего содержимого старших разрядов счетчика 8. Код на выходе счетчика 8 является кодом измеряемой величины. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„BU „„ 1447ßÄÄÄ (51) 4 Н 03 М 1/62

gpg f 1 1ц ир; q

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4257497/24-24 (22) 05.06.87 (46) 07.05.89. Вюл. Р 17 (72) С.И,Граур, А,И.Журавлев и В.В.Никитин (53) 681.325 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 606201, кл. Н 03 М 1/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

N - 1035789, кл. Н 03 M 1/00, 1983. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЗАЦИИ

ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для получения кода измеряемой величины, являющейся Аункцией от периода сигнала частотного датчика. Цель изобретения — повышение быстродействия и точности работы устройства. Устройство содержит частотный датчик 1, формирователь 2 измеряемого интервала, первый элемент И 3, генератор 4 тактовых импульсов, накапливающий сумматор 5, блок 6 Аормирования угла наклона характеристики частотного датчика, выполненный на программируемом постоянном запоминающем устройстве, второй элемент И 7, счетчик 8, регистр 9 памяти. В устройстве применена кусочно-ломаная аппроксимация характеристики частотного датчика. Угол наклона каждого аппроксимирующего отрезка определяется суммой кода на входе сумматора 5 и выходного кода блока 6, который, в свою очередь, изменяется в зависимости от текущего содержимого старших разрядов счетчика 8. Код на выходе счетчика 8 является кодом измеряемой величины. 4 ил.

l.4 78333

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для получения кода измеряемой величины, являющейся функцией от периода сигнала частотного датчика.

Цель изобретения — повышение быстродействия и точности.

На Аиг. 1 изображена блок-схема устройства; на Аиг, 2 — временные 1Р диаграммы работы устройства; на фиг. 3 и 4 — градиенты характеристики частотного датчика и ее аппроксимация.

Устройство содержит (фиг.1) час- 15 тотный датчик 1, Аормирователь 2 измерительного интервала, первый элемент И 3, генератор 4 тактовых импульсов, накапливающий сумматор 5, блок 6 Аормирования кода угла наклона 2Р характеристики частотного датчика, выполненный на программируемом постоянном запоминающем устройстве (ППЗУ), второй элемент И 7, счетчик

8, регистр 9 памяти, Устройство работает следующим образом.

На вход частотного датчика 1 подается измеряемый параметр Р, С выхода датчика 1 на вход формирователя

2 поступает сигнал (Аиг.2б), период которого несет информацию об измеряемом параметре. Формирователь 2 формирует измерительный интервал (фиг.2в), длительность которого составляет за- 35 данное число периодов сигнала датчика 1.

Измерительные интервалы характеризуются положительным потенциалом на 4р выходе формирователя 2. Промежуток между двумя измерительными интервалами равен одному периоду сигнала датчика 1. По Аронту сигнала на выходе Аормирователя 2 сбрасывается 45 накапливающий сумматор 5 и устанавливается в исходное состояние счетчик

8. Во время формирования измерительного интервала импульсы (фиг,2а) с выхода генератора 4 тактовых импульсов поступают через элемент И 3 на стробирующий вход накапливающего сумматора 5, при этом в последнем происходит суммирование входного кода, ОпределяемОгО текущим сОстОянием выхода блока 6 формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика (Аиг,2д) и комбинацией на остальных входах сумматора 5. е

При переполнении сумматора 5 на выходе разряда переноса (фиг,2г) присутствует единичный потенциал, который пропускает через второй элемент

И 7 тактовый импульс с выхода первого элемента И 3 на счетный вход счетчика 8, произведя декремент его содержимого (для возрастающи характеристик датчиков следует испольэовать суммирующий вход), Таким образом, в первый полупериод сигнала с выхода генератора 4 производится суммирование в накапливающем сумматоре, а во второй — вычитание (сложение) разряда переноса из содержимого счетчика 8.

Значение кода m — старших разрядов счетчика 8 определяет адрес бита блока 6 Аормирования кода угла наклона характеристики частотного датчика, соответствующего текущему коду на входе накапливающего сумматора 5.

Разрядность накапливающего сумматора

5 и комбинация на входах его старших разрядов определяются исходя из вида характеристики частотного датчика 1 (фиг.3). Такая характеристика имеет максимальный наклон о,, а минимальный †. oLz . В устройстве применяется следующая аппроксимация характеристики датчика, Диапазон значений параметра разбивается на N подинтервалов

hP, в каждом из которых характеристика представляется линейной зависимостью с наклоном: — Gzctg К, h oC, или = Bzctg К о гдe K, = (S+1) С, K z = Б ° С;

Б=Х,Х Х,...,Х „ „ Π— комбинация на входе сумматора 5, если выход блока 6

Аормирования кода угла наклона характеристики частотного датчика имеет нулевое значение;

С вЂ” некоторая -кон-. станта.

Таким образом, накапливающий сумматор 5 с каждым тактом прибавляет к полученному результату число, соответствующее текущему наклону характеристики.:За время измерения счет1ч78333 чик 8 может несколько раз пробегать диапазон своих значений (фиг.4), прежде чем выйти на рабочий диапазон.

Выбор рабочего диапазона определяется числом начальной установки P счетн. чика 8. По окончании измерительного интервала по спаду сигнала на выходе формирователя 2 значение измеряемой величины переписывается с выходов счетчика 8 в регистр 9 памяти (фиг.2e) и выдается потребителю.

Поскольку характеристики большинства датчиков близки к линейным, ко- . личество ячеек блока 6 формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика может быть выбрано небольшим, исходя из соотношения (К /К вЂ” 1)

N 20

2Я

3 где с. — допустимая относительная погрешность аппроксимации.

Так, например, если нелинейность (К,/К вЂ” 1) характеристики датчика составляет 0,02, то при погрешности аппроксимации 0,017 количество поддиапазонов равно

0 02

N - =— 2.-— --— -- - = = 1 00

0,0002

А разрядность сумматора

К!

P = I t (lop — -- ) + 1 = 6 и К

У

35 где I„e. (à) — целая часть числа а.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет формировать код измеряемой величины с достаточно. высокой точностью за время преобразования частота — цифра.

40 формулаизобретения

Устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй элемент И и регистр памяти, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены формирователь измерительного интервала, блок формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика, выполненный на программируемом постоянном запоминающем устройстве, счетчик и накапливающий сумматор, причем выход частотного датчика соединен с входом формирователя измерительного интервала, выход которого подключен к второму входу первого элемента 11, входу сброса накапливающего сумматора, входу начальной установки счетчика и входу записи регистра памяти, выход которого является выходом устройства, а информационные входы соединены с соответствующими выходами счетчика, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И, первый вход которого соединен с выходом первого элемента И и стробирующим входом накапливающего сумматора, выход переноса которого соединен с вторым входом второго элемента И, вход младшего разряда накапливающего сумматора подключен к выходу блока формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика, входы остальных разрядов накапливающего сумматора объединены в две группы, подключенные соответственно к шинам питания и нулевого потенциала, входы блока формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика соединены с соответствующими выходами старших разрядов счетчика, информационные входы начальной установки которого объединены в две группы, подключенные соответственно к шинам питания и шине нулевого потенциала.

1478333 .а

Фиг. 2

Составитель В;Алекперов

Редактор Н.Лазаренко Техред М.Ходанич Корректор О.Кравцова

Заказ 2372/54 Тираж 885 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С

СССР

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

П оиэводственно-иэдательскии комбинат Патент . r,Óæãîð д, у

II tl

У о л. Гага ина 101 рои р