Устройство для извлечения квадратного корня

 

Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в функциональных преобразователях и счетчиках интеграторах, применяемых для измерения расхода и количества технологических сред (веществ) по методу переменного перепада давления на сужающем устройстве. Цель изобретения - повышение точности. Поставленная цель достигается за счет введения в устройство четвертого 11 и пятого 12 ключей, источника 14 стабильного напряжения, счетчика 15, запоминающего регистра 16, дешифратора 17, блока 18 индикации, инвертора 19, делителя 20 частоты и второго интегратора 21, а также за счет введения в первый интегратор 1 второго накопительного конденсатора 5. Увеличение точности достигнуто за счет того, что второй интегратор 21 с входом установки в нулевое состояние имеет линейную характеристику, поэтому разряд первого интегратора 1 происходит по квадратичной кривой, а также за счет автоматической коррекции смещения нуля. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 06 С 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ПЮТ СССР (21) 4194907/24-21 (22) 16.02. 87 (46) 30 ° 01,90. Бюл. 5 4 (71 ) Западный филиал Всесоюзного теплотехнического научно-исследовательского института им. Ф.Э.Дэержинского (7 2) Р.А. Калько, С .В. Бурыдкни и Е.К.Заливако (53) 681 .3 (088 .8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 432531, кл. С 06 G 7/20, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 407337, кл. G 06 G 7/20, 1972 ° (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КВАДРАТНОГО КОРНЯ (57) Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в функциональных преобразователях и счетчиках-интеграторах, применяемых для измерения расхода и количества

„„SU„„1539801 A1

2 технологических сред (веществ ) по методу переменного перепада давления на сужающем устройстве, Цель изобретения — повышение точности. Поставленная цель достигается sa счет введения в устройство четвертого 11 и пятого 12 ключей, источника 14 стабильного напряжения, счетчика 15, запоминающего регистра 16, дешифратора

17, блока 18 индикации, инвертора 19, делителя 20 частоты и второго интегратора 21, а также эа счет введения в первый интегратор 1 второго накопительного конденсатора 5. Увеличение точности достигнуто за счет того, что второй интегратор 21 с входом установки в нулевое состояние имеет линейную характеристику, поэтому pasряд первого интегратора 3 происходит по квадратичной кривой, а также за . счет автоматической коррекции смещения нуля. 3 ил.

1539801

Изобретение относится к аналоговой и аналого-цифровой вычислительной технике и может быть использовано в функциональных преобразователях и счетчиках-интеграторах, применяемых

5 для измерения расхода и количества технологических сред (веществ) по методу переменного перепада давления нас ужающем ус т ройс тв е .

Дель изобретения — повышение точностии, На фиг.! приведена функциональная схема предлагаемого устройства, на фиг,2 - функциональная схема блока управления; на фиг.3 — пример конКретного выполнения устройства.

Устройство содержит (фиг. ) пер"

Ьый интегратор 1, содержащий операционный усилитель 2, времязадающий 20 резистор 3 и два наколительных конДенсатора 4 и 5, компаратор 6, блок

1 управления, пять ключей 8-12, генератор 13 импульсов опорной частоты, Источник 14 стабильного напряжения, 25 счетчик 15, запоминающий регистр 16,,«дешифратор 17, блок 18 индикации, инвертор 19, делитель 20 частоты и втоРой интегратор 21.

Блок 7 управления (фиг.2) включает 30 делитель 22 частоты, десятичный счетчик 23, первый,24 и второй 25 инверторы, элемент И-НЕ 26, три формирователя импульсов, каждый из которых вы" полнен на элементах ИЛИ-НЕ 27-29, 35 третий 30 и четвертый 31 инверторы, ва ключа 32 и 33, выполненных на лементах И-НЕ каждый, два одновибраора 34 и 35, первый 36 и второй 37 ходы и шесть выходов 38-41. 40

На фиг.3 позицией 42 обозначена большая интегральная схема интегрирующего аналога цифрового преобразова теля.

Устройство работает следующим об- 45 разом.

Длительность цикла преобразования определяется циклом работы десятичного счетчика 23 (фиг.2 ). Импульсы с генератора 13 через ключ 10 поступа» ют на вход 37 блока 7 управления и делитель 22, который преобразует импульсы опорной частоты в импульсы Т с периодом, кратным периоду сетевой помехи. Импульсы Т поступают на пер55 вый счетный вход десятичного счетчи- . ка 23. С выхода первого и второго разрядов десятичного счетчика 23 импульсы Т поступают на первый формирователь 27 импульса Tl и через инвертор 30 на первый выход 38 блока

7 управления. Импульс Tl открывает ключ 8. В конце первой фазы цикла преобразования напряжение на выходе интегратора 1 становится равным:

U = — — U Т гт дтпл

"1 где т., - постоянная интегрирования интегратора

U — входное напряжение, С выходов третьего, четвертого и пятого разрядов десятичного счетчика

23 импульсы Т поступают на второй формирователь 28 импульса, с выхода которого импульс й„ через инвертор 31 и ключ 32 подается на третий выход

40 блока 7 управления. Ключ 8 закрывается, и открывается ключ 9. Одновременно импульс t запускает второй интегратор 21 и к концу фазы напряжение на выходе второго интегратора 21 (по полярности обратное U„) становится равным.

1«ст т

2 х

11 та о откуда

<х (2) где k т2т Т,/Б„, Импульс длительностью t „является выходным сигналом устройства, числовой эквивалент которого соответствует корню квадратному из входного напряжения. При этом ключ 11 пропускает на вход 37 блока 2 управления импульсы с выхода регулируемого делителя 20 частоты, на вход которого поступают импульсы с выхода генератора J 3 импульсов опорной частоты. Количество импульсов, запоминающих интервал времени „, определяется коэффициентом деления делителя 20 частоты, что поз" где — постоянная интегрирования второго интегратора 21;

U — напряжение источника !4 стабильного напряжения.

Длительность импульса t „определяется моментом срабатывания компаратора 6, который закрывает ключ 32 блока 7 управления, из условия

1 1

U = --— -UT - — — — U t dt® ,) ст х

1 "2

d тт гтт т хд т 2л х 0э

I! 539801

20 воляет соответствующим выбором коэффициента деления получать отсчет в именованных единицах расхода и количества.

Число импульсов М„, подсчитанное счетчиком 15 за время действия сигнала с выхода 41 блока 7 управления (выход ключа 33), в момент появления сигнала с шестого выхода 43 блока 7 управления (срабатывает одновибратор

34) записывается в запоминающий регистр 16, являющийся памятью устройства ° В.момент срабатывания одновибратора 35 сигнал с пятого выхода 44 блока 7 управления устанавливает в ноль счетчик 1 5. Результат измерения, записанный в запоминающий регистр 16, через шифратор 17 поступает на блок

l8 индикации.

Десятичный счетчик 23 (фиг.2) в третьей фазе цикла преобразования в течение времени t „ досчитывает до окончания цикла, устанавливается в ноль по второму входу элементами 2426 и начинает формировать последовательность импульсов нового цикла преобразования.

Сигнал t>< с выхода формирователя

29 поступает на второй выход 39 блока 7 управления, Ключи 9 и 1! закрываются, ключи 10 и 12 открываются и подсоединяют соответственно вход цепи интегрирования первого интегратора 1 к шине нулевого потенциала и выход генератора 13 импульсов к входу 37 блока 7 управления. Образованная следящая система заряжает конденсатор

5 цепи интегрирования и конденсатор, осуществляющий автокоррекцию дрейфа, до величин зарядов, компенсирующих смецение нуля интегратора и компаратора 6.

Нужная стабильность устройства обеспечивается соответствующим выбором элементов цепи интегрирования интегратора 21 и кварцевой стабилизацией частоты генератора 13.

Увеличение точности достигается эа счет того, что второй интегратор

21 с входом установки в нулевое состояние имеет линейную характеристику (1), поэтому разряд первого интегратора 1 происходит по квадратичной кривой, а также за счет автоматической коррекции смещения нуля. Наличие клочей 1О и 11, запоминаюшего регистра 16, шийратора 17, блока 18

55 индикации, инвертора 19 и делителя

20 частоты позволяет применить устронство с визуальным отсчетом результата преобразования в именованных единицах.

Для технической реализации приведенной на фиг.1 функциональной схемы целесообразно использовать большую интегральную схему (БИС) 42 интегрирующего аналого-цифрового преобразователя типа КР572ПВ2, предназначенную для измерительной аппаратуры различного назначения (фиг ° 3), что обеспечивает существенное упрощение конструкции устройства за счет замены узлов l 6, 7, 9, 12 16 и 17 интегральной схемой, Формула изобретения

1. Устройство для извлечения квадратного корня, содержащее блок управления, первый интегратор, выполненный на операционном усилителе, выход которого является вьмодом первого интегратора и через последовательно соединенные первый накопительный конденсатор и времяэадающий резистор подключен к входу первого интегратора, подключенного к выходам первого и второго ключей, информационный и управляющий входы первого ключа подключены соответственно к входу устройства и первому вьжоду блока управления, выход первого интегратора подключен к первому информационному входу компаратора, подключенного выходом к первому входу блока управления,второй выход которого подключен к входу запуска компаратора, генератор импульсов опорной частоты, подключенный выходом к информационному входу третьего ключа, счетчик, о т л и— чающее с я т.ем, что, с целью повышения точности, в него введены четвертый и пятый ключи, делитель частоты, инвертор, источник стабильного напряжения, второй интегратор и последовательно соединенные запоминающий регистр, дешиЬратор и блок индикации, а в первый интегратор введен второй накопительный конденсатор, включенный между общим выводом времязадающего резистора и первого накопительного конденсатора и входом операционного усилителя, выход источника стабильного напряжения подключен к информационному входу второго интег7

I 53980!

Ратора, подключенного выходом к информационному входу второго ключа, соединенного управляющим входом с третьим выходом блока управления, входом запуска второго интегратора и

5 управляющим входом четвертого ключа, через инвертор подключенного к управЛяющему входу третьего ключа, подключенного выходом к второму входу блока 10 управления и выходу четвертого ключа, соединенного информационным входом с выходом делителя частоты, подключенного входом к выходу генератора импУльсов опоРной частоты, пятый ключ включен между выходом первого ключа и шиной нулевого потенциала и подключен управляющим входом к второму выхЬду блока управления, четвертый, пятый и шестОй ВыхОды кОтОРОгО пОдклю- 20 чены соответственно к счетному входу советчика, входу установки в "0" счетч тка и входу управления записью запо) мИнающего регистра, вход операционного усилителя первого интегратора под- 25 ключен к второму информационному вхоl ду компаратора.

2. Устройство по и.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок управ ления содержит делитель частоты, де- gp сятичный счетчик, первый и второй инверторы, элемент И-НЕ, три формирователя импульсов, каждый из которых выполнен на элементе ИЛИ-НЕ, третий и четвертый инверторы два ключа выt Э 35 полненных на элементах И-НЕ, и два одновибратора, первый вход блока упр вления подключен к входу первого о новибратора и первому входу элемента И-НЕ первого ключа, подключенного вторым входом к выходу второго инвертора, второй вход блока управления подключен к первому входу элемента

И-HE в то рого - ключа и че ре з делитель частоты к счетному входу десятичного счетчика, подключенного через первый инвертор к первому входу элемента

И-НЕ, выход которого через второй инвертор подключен к входу установки в и ее

0 десятичного счетчика, .выходы первого и второго разрядов которого соединены с входами элемента ИЛИ-НЕ первого формирователя импульсов, выход которого через третий инвертор подключен к первому выходу блока управления и первому входу элемента ИЛИ-НЕ третьего формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым выходом блока управления, а второй вход подключен к выходу элемента И-НЕ первого ключа, третьему выходу блока управления и второму входу элемента ИНЕ второго ключа, выход которого соединен с четвертым выходом блока управления, пятый и шестой выходы которого подключены к выходам собтветственно второго и первого одновибраторов, выход первого одновибратора подключен к входу второго одновибратора, Вьгходы третьего, четвертого и пятого разрядов десятичного счетчика подключены к входам элемента ИЛИ-НЕ второго формирователя импульсов, выход которого подключен к входу четвертогр инвертора, выход девятого разряда десятичного счетчика подключен к второму входу элемента И-НЕ.

1539801

Со с та вит ель Н . 3 ай дев

Редактор А.Лежиина Техред А.Кравчук Корректор Я,Король

Заказ 221 Тираж 548 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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