Устройство для измерения неэлект-рических величин

 

Союз Советских

Сецивлистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ н>800643 (61) Дополнительное к авт. свид-ву р м 3 (22) Заявлено 18.09. 78 (21) 2664122/18-10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

С 01 0 5/12

Государстаеииый комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 300181. Бюллетень Н9 4

Дата опубликования описания 30. 01. 81 (53) УДК 621.317 (088. 8) (72) Авторы изобретения

В.И. Лобан и В.С..Моисейченко

Ленинградский ордена Ленина политехни институт им. М.И. Калинина (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к информаци- онно-измерительной технике и может найти применение при точном измерении неэлектрических величин,в частности механических величин — сил, давлений, параметров движения, с помощью измерительных цепей ураяновешивающего преобразователя.

Известно устройство для измерения неэлектрических величин, использующее уравновешивающее преобразование, в котором применяется модуляционный принцип преобразования с амплитудным масштабированием (1).

Однако данному устройству присущи 15 недостатки, снижакщие точность измерения высоких значений входных величин и затрудняющие его использование для расширения нижнего предела измерения. 20

Известно устройство для измерения неэлектрических величин,содержащее частотный измерительный преобразователь, преобразователь "коднапряжение", соединенный с обратным преобразователем, генератор импульсов и счетчик импульсов (2 ).

Однако при измерении этим устройством достаточно высоких или, наоборот, низких уровней входных сйгналов 30 оказывается довольно трудно построить обратные преобразователи с высокой стабильностью характеристик.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство снабженс распределителем импульсов, регистром памя-. ти и цепью переписи кода, при этом вход-распределителя импульсов подключен к выходу частотного преобразователя, выходы распределителя — к входам счетчика импульсов, выполненного реверсивным, вход регистра памяти соединен с выходом счетчика,выход регистра памяти через цепь переписи кода соединен с преобразователем "код-напряжение", а управляющие входы распределителя импульсов,регистра памяти и цепи переписи кода подключены к выходу генератора импульсов.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит преобразователь 1 неэлектрической величины в ,электрическое напряжение и преобра- зователь 2. напряжение-.частота,в совокупности образующие частотный прет

800643 д

J „à =Х Ю,а, о " о или

< x 4,= ((х-s)tq

1Ь

N = — — -х, Ь ь

Й„=,/ 1„д о (t182)- ( Ь=, х у * (— - 1) ° x

tq

d0 образователь 3 неэлектрической величины Х, распределитель 4 импульсов, реверсивный счетчик 5 и регист1

6 памяти — в прямой цепи преобразования, а также цепь 7 переписи кодр, преобразователь 8 кода в напряжение, выполняющий также функции делительного устройства при преобразовании высоких значений величины Х, обратный преобразователь 9 — в цепи обратной связи и генератор 10 импульсов,формирующий временную шкалу и управляющий работой распределителя 4 импульсов, регистра 6 памяти и цепи

7 переписи кода.

Устройство работает следующим образом. 15 . Генератор 10 прямоугольных импульсов формирует примыкающие интервалы времени длительностью t< и t и осуществляет непрерывное синхронное управление узлами 4,6 и 7 в прямой и щ обратной цепи.

При закрытой цепи 7 переписи кода частотным преобразователем 3 в частоту f = 0(.х, где o(- коэффициент пропорциональности, преобразуется непосредственно измеряемая неэлектрическая величина Х, которая через распределитель 4 импульсов подается на вычитающий вход реверсивного счетчика 5 и интегрируется, начиная с некоторого момента t в течение интервала с.(, формируемого генератором

10 импульсов, при этом, в реверсивный счетчик записывается код

При открытой цепи 7 переписи кода на частотный преобразователь воздействует разностная неэлектрическая 40 величина Z = X Y, равная разности измеряемой величины Х и компенсирующей величины Y создаваемой обратным преобразователем 9 при поступлении на его вход некоторого начального напряжения U c с выхода преобразователя .8 "код-напряжение", преобразующего начальное значение кода Мо,записанного в регистре 6 памяти.

Частота Г d. Z,ïðîïîðöèoíàëü- О ная величине 7 - Х-Y через распределитель импульсов поступает на суммирующий вход реверсивного счетчика 5 и интегрируется в течение интервала t, также формируемого генератором 10. Значение кода, записан- H .ное в течение интервала t в реверсивный счетчик по входу "сложить" равно tg м - ) % de, А (х- )ф.

По окончании цикла измерения Т„,дли тельностью Т„ с„ + с, генератор

10 импульсов формйрует кратковременный импульс переписи и осушествляет запись кода N> = N - N„в регистр.б памяти, которое хранится в течение всего следующего цикла той же длительности Т = Т = е,(+

В результате непрерывной работы распределителя 4 импульсов и цепи

7 переписи кода, а также регистра

6 памяти в устройстве при астатическом уравновешивании с точностью до погрешности квантования. в двух тактах осуществляется преобразование и на выходе регистра б памяти устанавливается значение кода N, пропорциональное с высокой точностью измеряемой неэлектрической величине не зависящее от коэффициента а

В устройстве возможно расширение диапазона измерения в сторону малых входных величин Х при достаточно больших компенсирующих величинах Y без потери точности измерения.

В этом случае обратная связь делается положительной и во втором такте при открытой цепи 7 переписи кода интегрируется в течение интервала tz частота f, пропорциональная сумме малой измеряемой величины Х и большой компенсирующей величины Y создаваемой обратным преобразователем 9.

Значение кода N>, записанное в течение интервала B реверсивный счетчик 5 по входу "вычитание", будет равно l

l4<= У .,ж =.((х+ч)Ь о

Значение кода М.(в первом такте остается прежним, но записывается в реверсивный счетчик 5 по входу сложить

Установившееся значение кода и на выходе регистра б памяти соответственно будет равно а для компенсирующей величины у получим выражение . при соотношении t„ /t, много большим единицы, у » х.

Таким образом, в предлагаемом устройстве для измерения неэлектри800643

Формула изобретения

Составитель В..Киселев

Редактор Ю. Ковач Техред A. Ач Корректор E. nann

Заказ 10396/48 . Тираж 713 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ческих величин за счет масштабирования с использованием точной временной шкалы и астатического уравновешивания достигается существенное повышение точности прн измерении контролируемых величин, превышающих компенсирующую величину.

Устройство для измерения незлектрнческих величин, содержащее частотный измерительный преобразователь неэлектрической величины, преобразователь "код-напряжение", соединенный с входом обратного преобразователя, генератор импульсов н счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения;оно снабжено распределителем импульсов, Я9 регистром памяти и цепью переписи кода, при этом вход распределителя импульсов подключен к выходу частотното измерительного преобразователя, выходы распределителяк входам счетчика импульсов, выполненного реверсивным, вход регистра памяти соединен с выходом счетчика, выход регистра памяти через цепь переписи кода соединен с преобразователем "код-напряжение", а управляющие входы распределителя импульсов, регистра памяти и цепи переписи кода подключены к вюсоду генератора импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Скрипник Ю.A.,Íîâìààíèå точности преобразования неэлектрических величин в электрическое напряжение.»

"Приборы и систеьы управления", 1977, В 7, с. 28, рис. 2.

2. Новицкий П.В. Цифровые приборы с частотнымн датчиками. Л., 1970, с. 364 (прототип).