Устройство накопления и обработкиинформации

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е ()687910

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К .АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22)Заявлено 08.08.77 (21) 2520392/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 07.01.81. Бюллетень ¹ 1

Дата опубликования описания 07.01.81 (51)М. Кл.

Gj 012 5/245

Гооудвротввииый комитет

00 делам изооретеиий и открытий (53 ) Уд К 62. 79 1 (088.8) А. Х. Асфандияров, B. С. Исаев, В. В. Клинов и Л. Г. Мартищенко (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО НАКОПЛЕНИЯ И ОБРАБОТКИ

ИНФОРМАЦИИ где тс - толщина покрытия;

Ст — константа;

Устройство накопления и обработки информации, например, к радиоизотопным толщиномерам покрытий, предназначено для накопления и обработки информации в цифровом виде в процессе измерений

5 радиоизотопными, преимущественно переносными, приборами различного назначения.

Особенностью таких приборов является.нелинейная зависимость между измеряемой величиной и результатом измерения.

Известны устройства накопления и обработки информации, в которых имеет15 ся линеаризация зависимости результатов измерения or измеряемой величины (1J.

Недостатком таких устройств является сравнительно узкий диапазон величин, в котором возможна линеаризация.

Известны устройства накопления и обработки информации, обеспечивающие высокую точность обработки информации в цифровом вице (2).

Однако они имеют достаточно сложную схему, не позволяющую использовать их в переносных приборах и простых приборах технологического контроля.

Наиболее близким техническим реше- . нием к предлагаемому является устройство накопления и обработки информации, например, к рациоизотопным толщиномерам покрытий, содержащее накопительный счетчик, генератор импульсов, таймер, связанный с входным вентилем, блокирующий вентиль, а также цве пересчетные схемы f3).

Отличительной особенностью описываемого устройства является возможность обработки накапливаемой в процессе измерений информации по формуле: стх =y+ 05 + 05 (Т) 687910

3„- поток рассеянного излучения; — поток рассеянного излучения

О для слоя насышения.

Результат измерения, полученный с помощью описанного регистратора, пропорционален измеряемой толщине покрытия с нелинейностью в конце диапазона

or 0 до 0,6 не хуже 3%.

Недостатком данного устройства является сравнительно не высокое его бы- 10

«( стродействие, так как процесс накопления и обработки в нем результатов измерений осуществляется циклически. Так, например, в течение первого цикла набора импульсов в накопительном счетчике регистрируется число импульсов, пропорциональное только первому слагаемому выражения (1) . При втором и третьем циклах, накапливаются в накопительном счетчике импульсы, число которых пропорционально остальным слагаемым.

Таким образом, полное время измерения равно

=4+t +t иЭ 1 2 31

25 где 6,,, 4 — длительности, соответственно первого, второго и третьего циклов измерения.

Следует подчеркнуть, что для получения необходимой статистической погрешности измерения было бы достаточно времени набора . Следовательно, времен1 ные интервалы работы регистратора 6 и Ь уже в данном случае не влияют на величину статистической погрешности измерения, а являются просто необходимыми для данной аппаратурной реализации выражения (I) .

Цель изобретения — повышение быстро40 действия обработки информации в радиоизотопных толщиномерах покрытий при сохранении точности в широком диапазоне измерений и достаточной простоты схемы.

Зто достигается тем, что в устройст45 во введены многовходовая логическая схе» ма ИЛИ, два формирователя импульсов, присоединенные к выходу входного вентиля, и триггер управления, каждый вход которого связан с одним из выходов пере-50 счетных схем, при этом выход одного формирователя соединен непосредственно с входом схемы ИЛИ, выход второго формирователя - с другим входом схемы

ИЛИ через блокирующий вентиль, управля-55 ющий вход которого связан с выкодом триггера управления и входом второй пересчетной схемы, счетный вход которой связан с генератором импульсов, при этом счетный вход первой пересчетной схемы присоединен к выходу входного вентиля, а выход схемы ИЛИ к входу накопительного счетчика.

Конструктивное осуществление устройства представлено на чертежах.

На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы работы отдельных блоков, на фиг. 3 блок-схема одного из вариантов устройства.

Устройство содержит датчик 1, входной вентиль 2, таймер 3, накопительный

I счетчик 4, генератор 5,5 импульсов, триггер 6,6 управления, блокируюдий

I вентиль 7,7, два формирователя 8 и

9 импульсов, пересчетные схемы 10, 10, 11, 11 и многовходовую логиI t ческую схему ИЛИ 12.

Устройство работает следующим образом.

В исходном положении входной вентиль 2 и блокируюший вентиль 7 закрыты, а триггер 6 управления, счетчик 4 и пересчетная схема 10 находятся в нулевых состояниях.

При наличии разрешаюшего сигнала таймера 3 через входной вентиль 2 начинают поступать импульсы с датчика 1 со скоростью счета и (имп./с), которые попадают одновременно на формирователи 8 и 9 и1пересчетную схему 10. При этом формирователи 8 и 9 формирую по одному импульсу из каждого входного импульса по его фронтам (фиг. 2), а пересчетная схема 10 осуществляет непрерывный (в течение времени измерения Тц ) пересчет входных импульсов с и и коэффициентом пересчета К . Б течение времени Тц происходит также накопление импульсов в накопительном счетчике 4, поступаюших с выхода формирователя 8. Сигнал с выхода пересчетной схемы 10 изменяет состояние триггера 6 управления, который дает разрешение на прохождение импульсов с выхода формирователя 9 через вентиль 7 управления в накопительный счетчик 4, а также на заполнение пересчетной схемы 11 импульсами генератора 5 частотой 1 . При этом прохождение импульсов через вентиль 7 будет осуществляться только в течение времени Т, обусловленного набором импульсов в пересчетной схеме 11 и прекрашается по его заполнении, так как в момент заполнения пересчетной схемы 11 изменяет свое состо687910 МАМ

= Ю1= к

Таким образом, в накопительном счетчике 4 за время Т будет зарегистрировано всего N импульсов:

t — т,, Выбор величин К и 1 происходят, ис- ЭО

/" ходя из необходимого диапазона скоростного счета. Если, — минимальная скорость счета, а n „ - максимальисак с ная скорость счета, то

" 1аКС

11. " он ин

Обычно в большинстве случаев наличие второго члена обеспечивает нужную точность. В самом деле, если реализуется выражение cix + 0,5у -(4 то нели- 40 нейность на конце диапазона изменения

ОХ от 0 до 0,4 составляет 2%. Однако в ряде случаев имеется необходи-.

MocTb IIpoBogHTb измерения в более широком диапазоне при сохранении или повы- м5 шении точности. Эти требования можно легко обеспечить путем простого наращивания схемы еще одной группой элементов 5, 6, 7, 9, 10 и 11 (фиг. 3). В этом случае точность увеличивается за счет учета третьего члена ьяда разложения (I).

При этом выход блокирующего вентиля 7 (фиг. 3) соединен со свободным входом схемы ИЛИ, а вход формирователя 9 импульсов с выходом формирователя 8 импульсов основного устройства, а вход пересчетной схемы 10 с выходом блокирующего вентиля 7 устройства.

5 яни тригг . р (i управления (возвращается в исходное нулевое состояние), который закрывает вентиль 7 и сбрасывает пересчетную схему 11 в нулевое состояние, в котором она находится до момента заполнения пересчетной схемы 10.

За время Т „„в накопительном счетчике 4 будет накоплено Й„импульсов, поступивших с выхода формирователя 8 м иЬй.

За время Т Ъ„. пересчетная схема 10 и Ъм изменит состояние триггера управления т раз:

N4 и Тм3м, й1= и в накопительный счетчик 4 дополнительно поступит в отрезки времени через блокирующий вентиль 7 (где Твремя заполнения второй пересчетной схемы) М импульсов, Тогда в течение времени Т пересчетная схема 10 в дополнительной группе при заполнении произведет переключения триггера управления, входящего в руппу pan:

Х

N T 7 к к к

При этом дополнительно в накопитель» ный счетчик поступит черед блокирующий

1О . вентиль 7 N > импульсов, N = nm T, Я-

0 T

3 цк1, I где — время заполнения второй пересчетной схемы в дополнительной

15 группе.

Следовательно, в накопительном счет чике в этом случае за время Т будет иъм. накоплено М импульсов + = + — 9 + njÒ ъ 7e

X Wki / M M

Имеется принципиальная возможность пу» тем наращивания схемы дополнительно третьей, четвертой и т. д. группой элементов 5, 6, 7, 9, 10 и 11 учитывать

4-й, 5-й и т. д. члены ряда разложения.

Еак видно из изложенного, в предлагаемом устройстве повышение точности не приводит. к потере быстродействия устройства. В то же время данное устройст-. во обеспечивает максимально возможное быстродействие, обусловленное набором числа импульсов, необходимого для получения заданной статистической погрешности.

Таким образом, преимушеством предлагаемого устройства является отсутствие необходимости затраты времени на обработку результата измерения, так как обработка результата происходит непосредственно в процессе набора импульсов, число которых определяется только Ipeбованиями статистики.

Это преимущество особенно сильно проявляется при измерении толщины покрытия в условиях производства на потоке, где необходимо применять переносные приборы для измерения толщины покрытий на месте изготовления крупногабаритных деталей, и при этом результат измерения должен быть получен непосредственно без применения дополнительных вычислительных устройств.

Другим преимуществом является также возможность получения линейной зависимости между измеряемой величиной и результатом ее измерения радиопзотопным прибором, что позволяет градуировать прибор непосредственно в единицах измеряемой величины и отказаться от по<.тро7 6 ния градуировочного графика. Указанная линейная зависимость дает возможность при градуировке использовать минимальное число эталонов - три (для начала, середины и конца диапазона измерения), что также является преимуществом перед сушествующими устройствами.

Предлагаемое устройство может быть реализовано с помошью серийно выпускаемых интегральных схем средней и большой степени интеграции. Стоимость такого устройства при использовании интегральных схем, например, серии

176 будет составлять 100-200 руб.

Экономический эффект от применения предлагаемого устройства в толщиномерах покрытий получается за счет экономии времени измерения; что повышает произвоцительность труда в 1,5-2 раза.

Йанное устройство может применяться не только при измерении толщины покрытий, но и в других случаях, когда применяется радиоизотопный метод измерения, например при измерении толщины, плотности, при анализе состава.

Фо рмула изобретения

Устройство накопления и обработки информации, например, к радиоизотопным толщиномерам покрытий, содержащее накопительный счетчик, генератор импульсов„тайМер, связанный с входным венI тилем, блокирующим вентиль, а также две пересчетные схемы, о т л и ч а ю7910 щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия обработки информации, в него введены многовходовая логическая схема ИЛИ, два формирователя импульсов, присоединенные к выходу входного вентиля, и триггер управления, каждый вхоц которого связан с одним из выходов пересчетных схем, при этом выход одного формирователя соединен непосредственно с входом схемы ЦЛИ, выход второго формирователя — с другим входом схемы ИЛИ через блокирующий вентиль, управляющий вход которого связан с выходом триггера управления и входом вто35 рой пересчетной схемы, счетный вход которой связан с генератором импульсов, при этом счетный вход первой пересчетной схемы присоединен к выходу входного вентиля, а выход схемы ИЛИ к щ входу накопительного счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Коколевский В. И. и др. Способ линеаризации градуировочной кривой цля у$ абсорбционных методов анализа и его техническая реализация. Сб, "Радиоционная техника". М., Атомиздат, 1974, вып. 10, с.196.

2. Курочкин С. С. и др. Специализищ рованные устройства цифрового накопления и обработки информации. Сб. "Ядерное приборостроение,", М., Атомизцат, 1974, вып. 26, с, 127.

3. Авторское свицетельство СССР

% 431395, кл. Q 01 3 1/06, 1972 (прототип).

6879i0

Химп

8ременные диаграммы рабо пы рорииро3ателя а — бходной импульс;

6 — импульс иа 3ьцоде срормиро3оаеля б; о — импульс на быходе рормиро5ателя 9. фиг.2

Составитель A. Астахов

Редактор Л. Пнсьман Техред М.Петко Корректор Н. Швыдкая

Заказ 10709/75 Тираж 713 Подписное

ВНИИИИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ПИЛ "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4