Устройство для передачи телеметрической информации

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (щ1005144!

= р " ф (б1) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 231181 (21) 3354686/18-24 (51j м. кл.

G 08 С 19/28 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетРЗ1 УДК 621.398 (088.8) Опубликовано 150383. Бюллетень ¹ 10

Дата опубликования описания 150383! .Г.П. Вечканов, В.A. Глазунов и Ю.В. Федоров, у С !

) !

Куйбышевский ордена Трудового Красного Энамени-ациационный институт им. акад. С.П. Королева (72) Авторы изобретения

1 ! ! .> /, (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к технике передачи телеметрических сообщений и может быть использовано в автоматизированных системах контроля и управления различного назначения при передаче больших объемов информации от рассредоточенных по площади измерительных пунктов в информационноиэмерительный центр.

Известны многоканальные телеизмерительные системы, содержащие пер вичные средства измерения и преобра:зования параметров, блоки коммутации и передачи информации в единый центр, блоки обработки (ЭВп) и регистрации (1) .

Для сокращения объема передаваемой информации используются различные блоки принудительного и адаптивного опроса, позволяющие снизить объем передаваемой информации за счет того, что повторяющаяся или предсказанная информация не передается, а порядок опроса определяется готовностью информационных объектов и степенью их значимости.

Однакр в таких устройствах существенно усложнена схема управления оп,росом как для каждого канала перецающей стороны, так и для системы в целом.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для передачи информации о контроле загрязнения атмосферы, содержащее в каждом информационном канале последовательно соединенные датчик, аналого-цифровой преобразователь, цифровой фильтр и регистр, вых-ды регистров всех информационных каналов соединены с соответствующими входами элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом регистратора, программно-временной блок, первые и второй выходы которого соединены соответственно с управляющими входами регистров информационных каналов и через блок идентификации— со вторым входом регистратора, блок сигнализации, включающий счетчик и шифратор пороговых значений, вход которого соединен со вторым входом регистратора, кроме того, блок сиг25 нализации содержит формирователь кода и шифратор зоны, выход и первый вход которого соединены соответственно с третьим и вторым входами регистратора, входы формирователя кода соединены соответственно с выходом

1005144

10 элемента ИЛИ и выходом шифратора пороговых значений, выход формирователя кода соединен со входом счетчика, выходы которого соединены со вторыми входами шифратора зоны (2).

Недостаток этого устройства— 5 большой объем передаваемой информации, что снижает информативность устройства.

Целью изобретения является повышение информативности устройства.

Указанная цель достигается тем, что и устройство для передачи телеметрической информации, содержащее программно-временной блок, адресный вход которого через блок кодирования адреса и нремени соединеи с перныМ входом блока формирования сообщений, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выход — с входом выходного блока, и н каждом информационном канале — датчик, выход которого соединен с первым входом преобразователя аналог-код, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсон, введены в каждый информационный канал блок усреднения, первый и второй входы которого подключены к выходам соответственно преобразователя аналог-код и генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы блока усреднения каждого информационного канала соединены с соответствующими входами соответственно элемента ИЛИ и программно-временного блока, управляющие выходы которого соединены с З5 третьими входами блоков усреднения соответствующих информационных каналов.

Кроме того, блок усреднения содержит счетчик-накопитель, счетчик так- 40 товых импульсов, элемент.задержки и ключ, выход которого соединен с информационным входом счетчика тактовых импульсов, выход которого через элемент задержки соединен с объединенны-45 ми входами сброса счетчика тактовых импульсов и счетчика-накопителя, выход счетчика-накопителя соединен с первым входом ключа, информационный вход счетчика-накопителя, второй вход ключа и считывающий вход счетчика тактовых импульсов соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока усреднения, выходы счетчика тактовых импульсов и сч, тчика-накопителя соединены соответственно с первым и вторым выходами блока усреднения.

На чертеже представлена блок-схема предлагаемого устройства, Устройство содержит в каждом ин- 60 формационном канале 1 — 1„ датчик

2) — 2„, аналого-цифровой преобразователь 3-1 — 3, который выполнен на преобразователе 4 аналог-код и генераторе 5 тактовых импульсов и блок g5

81 бп усреднения, содержащий ключ

7, счетчик 8 тактовых импульсов, элемент 9 задержки и счетчик-накопитель 10. Кроме того, устройство содержит программно-временной блок 11 управления опросом, блок 12 кодирования адреса и нремени, блок 13 формирования сообщений, элемент 14 ИЛИ и выходной блок 15.

Устройство работает следующим образом (на примере информационного канала 1.,).

Электрический сигнал с измерительного элемента (датчика) 2 поступает на.аналого-цифровой преобразователь

З,на выходе которого образуется н число — импульсный код с периодичностью, определяемой генератором 5 тактовых импульсов. Импульсы с выхо)да преобразователя 4 поступают н счетчик-накопитель 10 блока б„ усреднения, который подсчитывает суммарное число импульсов. Одновременно число накоплений (тактон, осреднений) через открытый. ключ 7 записывается в счетчик 8 тактовых импульсов.

Емкость счетчика-накопителя 10 выбирается исходя из априорного среднего значения измеряемого сигнала ах и требуемого числа осреднений (требуемой частоты опроса). Максимальная сумма, которая может быть записана в счетчике 10, равна 2 = ах и, где

К

К+ 1 —. число разрядов счетчика 10;

n — число выборок (усреднений) . При заполнении К разрядов счетчика 10 с последнего К + 1 разряда снимается сигнал, закрывающий ключ 7 и поступающий в программно-временной блок

11 управления опросом, где формируется сигнал считывания содержимого счетчика 8 тактовых импульсов: на соответствующем управляющем выходе блока 11 образуется сигнал, поступающий на считывающий вход счетчика 8.

Таким образом, вместо и кодов измеряемых параметров на выход поступает один код числа и, величина которого. значительно меньше значений измеряемых параметров . Код числа тактов и снимается с выхода. счетчика 8 и.поступает на соответствующий вход элемента 14 ИЛИ, а через элемент 9 задержки — на входы сброса счетчиков 10 и

8. Величина задержки определяется наибольшим значением а„ „ и чуть меньше периода oëåäoâàíéÿ тактовых импульсов. После обнуления ключ 7 открывается и весь процесс счета повторяется.

Аналогично работаЮт остальные информационные каналы устройства.

Поскольку первоначально опрашиваются канаЛы 1 — 1д, в которых первым заполняется счетчик 10, то .очередность опроса каналов н устройстве устанавливается автоматически и определяется степенью превышения изме-.

1005144 ряемого сигнала своего математического ожидания. Так как после считывания числа и оба счетчика 10 и 8 сбрасы ваются, то информационный канал, в котором измеряемая величина существенно превышает среднее значение, опрашивается чаще. Тем самым автоматически устанавливается оптимальное соотношение между скоростью опроса и точностью осреднения.

Код числа тактов и с выхода эле- 10 мента 14 ИЛИ поступает в блок 13 формирования сообщений, на второй вход которого поступает соответствующий измеренному параметру код адреса и времени, образуемый блоком 12 15 кодирования. Сформированный код сообщения поступает в выходной блок 15 (например ЭВМ). Так как число 2 для

К каждого параметра известно, то расчет среднего значения производится

К ахп 2 на 3В1 по формуле ах =----п,п

Технико-экономическая эффективность от использования предлагаемого устройства заключается в сокраще1 нии объема передаваемой информации при сохранении заданного качества функционирования устройства.

Для .проведения технико-экономической оценки в качестве базового Ç() Т а б л и ц а 1

Расчетные формулы для устройства

Параметр

Базовое

Время измерения

2 ь

Любое

2К

Е

"PldX

Т-F

R . Хаак

Объем передаваемой информации Q, число импульсов и п — а х.

1=1 ах = и

Точность выходной информации д, Ъ

1 Х и

Остаток ахи

Таблица2

Ii римеч а ние

K-=8

К= 10

Параметр

2 3

1,0

0,26

0,13

Число осреднений и

Число так тов при усреднении и, количество

Время осреднения Т, с устройства примем многоканальную телеизмерительную систему (1), параметры которой могут быть легко посчитаны определенными соотношениями.

Действительно, если ах,, — а„ вЂ” мате. матические ожидания измеряемых вели1 чин F = --- — частота следования

Г импульсов задающего генератора 5 тактоВых импульсов, то основные параметры базового устройства (прототипа) и предлагаемого вычисляются по формулам, приведенным в табл. 1.

При измерении метеопараметров ах,„„= 40 дисперсия Пк = 0,4, F

1 кГц (Г = 1 мс) . Время осреднения Т определяется выбранной емкостью счетчика-накопителя 10. Тогда при одинаковом для обоих устройств значении времени осреднения Т для различной емкости счетчика 10 (К=

7, 8, 10) основные параметры устройств, приведенные к одному каналу, приведены в табл. 2.

Как видно из таблицы, объем передаваемой информации сокращается в десятки и более раз при той же точности осреднения и незначительных аппаратурных затратах, облегчая требования и выбор канала связи.

1005144

Продолжение табл. 2

160

280

1040

Q — для базового

26 — для

2 предлагаемого

d — для базового

1,5

Объем перед. инф. Q

Точность вых. инф. д1, и

Формула изобретения

1. Устройство для передачи телеметрической информации, содержащее программно-временной блок, адресный вход которого через блок кодирования адреса и времени соединен с первым входом блока формирования сообщения, второй вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ, выходс входом выходного блока, и в каждом информационном канале-датчик, выход которого соединен с первым входом преобразователя аналог-код, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения информативности устройства, в него введены в каждый информационный канал блок усреднения, первый и второй. входы которого подключены к выходам соответственно преобразователя аналог-код и генератора тактовых импульсов, первый и второй выходы блока усреднения каждого информационного канала соединены с соответствующими входами соответственно элемента ИЛИ и программно-временного блока, управляющие выходы которого соединены с третьими входами блоков усреднения соответствующих информационных ка,налов.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем; что блок усреднения содержит счетчик-накопитель, ..счетчик тактовых импульсов, элемент задержки и ключ, выход которого соединен с информационным входом счетчи. ка тактовых .импульсов, выход которого через элемент задержки соединен с объединенными входами сброса счет25 чика тактовых импульсов и счетчиканакопителя, выход счЕтчика-накопителя соединен с первым входом ключа, информационный вход счетчика-накопителя, второй вход ключа и считываю30 щий вход счетчика тактовых импульсов соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами блока усреднения, выходы счетчика тактовых импульсов и счетчика-накопителя соединены соответственно с первым и вто-. рым выходами блока усреднения.

Источники информации, *ринятые во внимание при экспертизе

1. Новопашенный Г.Н. Информационно-измерительные системы. М., Высшая школа, 1977, с. 160-163.

2. Авторское свидетельство СССР

45 У 875425, кл. G 08 С 19/12, 1980 (прототип).

1005144

Составитель Н. Бочарова

Техред Е.Харитончик Корректор С. Шекмар

Редактор С. Тимохина

Тираж. 616 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 1907/69

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