Цифровой нелинейный измерительсредней частоты импульсов

 

О П И С А Н И Е ()8345Ю)

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

Союз Советсккк

Соцкапистмческмв

Республмк

/

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6I) Дополнительное к авт. свид-ву (51) lVl. Кл.

Я 01 и 23/00 (22) Заявлено 31,07,79 (2 I ) 2805993! 18-21 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

Опубликовано 30.05.81. Бюллетень ¹ 20 ао делам нэооретеннй н открытий (53) УДК 621.317.

° 7 (088.8) Дата опубликования описания 03,06.81

Ф (71) Заявитель (54 ) ЦИФРОВОЙ НЕЛИНЕЙ Н Ы Й ИЗМЕРИТЕЛЬ

СРЕДНЕЙ ЧАСТОТЫ ИМПУЛЬСОВ Ae " () 1 I

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, и, в частности, предназначено для использования в радиоизотопном приборостроении, например, в схемах радиоизотопных плотномеров и толщиномеров, где измерения производятся

5 обработкой дискретной информации и средняя частота входных импульсов имеет экспоненциальную зависимость от измеряем го параметра. Известны устройства, содержащие входной — выходной счетчики, дешифратор и

IS схему ИЛИ, в котором выход входного счетчика с переменным коэффициентом пересчета соединен со входом выходного счетчика, к выходам разрядов которого подключен дешифратор, выходы которого, соответствующие одинаковым коэффициентам пересчета, подключены через схему

ИЛИ ко входам управления коэффициентом пересчета входного счетчика (1).

Недостатком устройств является сложная переградуировка с одной логарифмической зависимости на другую, так как требуется отдельно выставлять точки пересчета и угловые коэффициенты каждой aIIпроксимирующей пр ямой.

Наиболее близким по своей технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее генератор стабильной частоты, схемы И, последовательно соединенные сумматор, счетчик времени измерения, триггер управления, а также генератор стабильной частоты и измерительный счетчик $2).

Однако устройство обладает недостаточно. широким диапазоном измерения.

Цель изобретения — расширение диапазона измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровой нелинейный измеритель средней

C частоты импульсов, содержащий последова тельно соединенные генератор стабильной частоты и первый элемент. И, последовательно соединенные сумматор, счетчик

60 4 ность с выхода счетчика 9, При этом импульсная последовательность ка выходе сумматора 6, которая подается на счетчик

5, имеет зависимость от измеряемого параметра (4) 5 (к+E ) времени измерения, триггер управления, второй элемент И и счетчик с регулируемым коэффициентом пересчета, выход которого подключен к первому входу сумматора, второй вход первого элемента И сое- 5 динен с входом второго элемента И, а также измерительный счетчик . введены счет) чик с дробным коэффициентом пересчета и блок вычитания, выход которого соединен со входом измерительного счетчика, при этом первый вход блока вычитания подключен к первому входу сумматора, второй вход последнего соединен с выходом счетчика с дробным коэффициентом пересчета, вход которого подключен к выходу первого элемента И и ко второму входу блока вычитания.

На чертеже приведена схема цифрового нелинейного измерителя средней частоты импул ь сов

Цифровой нелинейный измеритель средней частоты импульсов содержит генератор 1 стабильной частоты, элементы 2 и

3 И, триггер 4 управления, счетчик 5 времени измерения, сумматор 6, счетчик

7 с регулируемым коэффициентом пересчета и измерительный счетчик 8, счетчик 9 с дробным коэффициентом пересчета и блок 10 вычитания.

Цифровой нелинейный измеритель средзо ней частоты импульсов работает следующим образом.

Перед началом измерения по цепи сброса (не показана) все счетчики 5,7,8 и 9 и триггер 4 управления устанавливаются в исходное состояние. При этом входные импульсы, имеющие зависимость (1) от измеряемого параметра с входа измерителя через элемент 3 И поступают на счетчик 7 с регулируемым коэффициентом пересчета, me они пересчитываются на коэффициент пересчета К, который выбирается равным

А

y1- f (2) где А — предэкспонейциальный коэффициейт 45 градуировочной зависимости (1);

Ж - частота на выходе генератора 1 стабильной частоты.

Одновременно импульсы с выхода генератора 1 стабильной частоты проходят через элемент 2 и подаются на счетчик

9 с дробным коэффициентом пересчета, где они пересчитываются на коэффициент К„ и подаются на первый вход сумматора 6.

В сумматоре 6 импульсов к импульсной 55 последовательности с выхода счетчика 7 с регулируемым коэффициентом пересчета присуммируется импульсная последовательУ =К - Е (3)

6 К„К„

Время измерения измерителя определяется объемом счетчика 5 времени измерения Й g и равна

Одновременно с этим ог импульсной последовательности на выходе элемента

2И с частотой

К (М 1 в блоке 10 вычитания двух импульсных последовательностей вычитается импульсная последовательность с выхода счетчика

7 с регулируемым коэффициентом пересчета. B результате средняя частота импульсной последовательности ка выходе блока

10 соответствует

2„= (4 ) (б) и за время измерения Т в измерительном счетчике 8 будет сосчитано количество импульсов

Йк (1-(")

Я 1 (7)

К+, с к которое являетс я результатом измерения.

Это монотонно растущая функция, которая при изменении Х от 0 до оо мекяется и пределах от 0 до (8) П К и имеет точку перегиба при

Х =-"Ьч — = (9)

1 с(К а вокруг которой функция (7) с достаточной точностью может быть аипроксимироваки прямой.

Йля измерения в диапазоне измеис иии измеряемого параметра Х от О до необходимо выбрать точку персгиб-> ц и

Х„=О,465Хщ „, (10) Например, при измерении в диапазоне измерения ак от 0 до 1 ошибка линеаризации не превышает Z 0,25% и ход функциональной зависимости (1З) и (18) полностью аналогичен функциональным зависимостям о(пибки линеаризации известного измерителя.

Данный цифровой нелинейный измеритель

l5 . средней частоты предназначен для сокращения номенклатуры унифицированного нараметрического ряда блоков обработки информации радиоизотопных приборов, что обуславливает его широкое внедрение в раз20 ных радиоизотопных приборах.

5 ЙЛ4560 6 что достигается установкой дробного ко- 1 . П ри изменении Х от Х1 „„до Х эффициента пересчета счетчика 9 равным меняется от -Ф. X=X о max при = дп че -ax,, рез 0 и при X=X ao — Ю „ык и через

% (11) 0 при X= до+(п, „,и далее через 0 с.

Для получения результата измерения в 5 -л до-4,а при Х=Х единицах измеряемого параметра объем

",ах Х= vnæ счетчика времени измерения Ng необходимо выбрать равным

2К6И К (2)

Объем счетчика 5 времени измерения может быть установлен, напрймер при помощи переключателей предустановки.

При этом ошибка л инеаризаци и

МГ (1-Г-ax) — (I3)

К+ -ах

Изменяется при изменении Х от 0 до от

О через-d",улак до 0 при Х=Х,далее через +сР „Охи 0 до ФЗ(пы.„при Х=Х „,ы„

DJIH измерения в диапазоне изменения измеряемого параметра от Х „ до Х (гИ мх.

Точку перегиба необходимо выбрать рав- Ф о р м у л а н з о б р е т е н и я ной середине диапазона измерения

25 (14)

Дробный коэффициент пересчета К счетчика 9 выбирается из уравнения (11), и для получения результата измерения в еди- зо ницах измеряемого параметра объем счетчика времени изл1ерения Ng необходимо выбрать равным

ВпК

{Хг- о)2К 2К (а i>pl а о

1-К 1 К где значение Np . аноснтся в измерительный счетчик 8 перед началом измерения, например, при помощи переключателей прей- о установки, Величина Np вычитывается по формуле (х„-xz)(c-Y-)(к+ ) (<-к)(кi f "")-2K{1-6 ) где

X<= Х „„;,„+О,065 (X

В этом случае, ошибка линеаризации

Ng (1-Ф ")

„„— + о Х . { I8) Цифровой нелинейный измеритель средней частоты импульсов, содержащий последовательно соединенные генератор стабильной частоты и первый элемент И, последовательно соединенные сумматор, счетчик времени из мер ен ия, тр иггер управления, второй элемент И и счетчик с регулируемым коэффициентом пересчета, выход которого подключен к первому входу сум ма тора1 втор ой вх од первого элемента И соединен с входом второго элемента И, а также измерительный счетчик, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерения, в него введены счетчик с дробным коэффициентом пересчета и блок вычитапия, выход которого соединен с входол(измерительного счетчика, при этом первый вход блока вь(читания подключел к первому входу сумматора, второй вход последн.го соединен с выходом счетчика с дробным коэффициентом, пересчета, вход которогo подключен к выходу первого элемента И и ко второму входу блока вычитания.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 415798, кл. Н 03 К ) 3/00, 23,12.72, 2. Авторское свидетельство СССР № 472303, кл. ((r (К .3/00, 25.12.71.

Составитель Л, Воронина

Редактор Е. Лушникова Техред С.Мигунова Корректор В, Бутяга

Заказ 4096/69 Тираж 732 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11ЗО35, Москва,.Ж-35; Раушская наб.; д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4