Устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков

 

УСТРОЙСТВО ЛИНЕАРИЗАЦИИ ВЫ ХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ , содержащее блок управления, первый элемент И, два блока памяти и счетчик, причем первый вход первого элемента И является входом устройства , а второй вход его соединен с первым выходом блока управления, входы первого и второго блоко.в памя ти соединены между собой, выходы вт рого блока памяти соединены с первы . ми входами счетчика, первые выходы которого являются выходом устройства, отличающееся тем что, с целью расширения функциональшпс возможностей,, в него введены управляемый генератор, делитель частоты, второй элемент И и счетчик адреса, причем выход первого элемента И соединен с первым входом управляемого генератора, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с третьим входом управляемого генератора и вторым входом счетчика, четвертый выход блока управления соедин« н с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом счетчика , а выход - с входом счетчика адреса, выходы itoToporo соединены с входами блоков памяти, выходы первого блока памяти соединены с четвертыми входами управляемого генератора , выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с третьим входом счетчика.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (1Е а) 15Р Н 03 K 13/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕХНЫй НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРю1ТИЙ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3408749/18-21 (22) 10.03.82 (46) 30.06.84. Бюп. Ф 24 (72) А.И.Недашковский (71) Ленинградский ордена Ленина политехнический институт им.И.И.Калинина (53) 62!.317(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 375585, кл. Н 03 К 13/20, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

11 403056, кл. Н 03 К 13/20, 1973 (прототип) . (54)(57) УСТРОЙСТВО ЛИНЕАРИЗАЦИИ BblХОДНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ, содержащее блок управления, первый элемент И, два блока памяти исчетчик, причем первый вход первого элемента И является входом устройства, а второй вход его соединен с первым выходом блока управления, входы первого и второго блоков памяти соединены между собой, выходы вто рого блока памяти соединены с первыми входами счетчика, первые выходы которого являются выходом устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем у. что, с целью расширения функциональных возможностей,. в него введены управляемый генератор, делитель частоты, второй элемент И и счетчик адреса, причем выход первого элемента И соединен с первым входом управляемого генератора, второй вход которого соединен с вторым .выходом блока управления, третий выход которого соединен с третьим входом управляемого генератора и вторым входом счетчика, четвертый выход блока управления соединен с первым входом I второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом счетчика, а выход — с входом счетчика адреса, выходы которого соединены с входами блоков памяти, выходы пер- р вого блока памяти соединены с четвертыми входами управляемого генератора, выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с третьим входом счетчика.

»ОО7

Изобретение относится к области электроизмерений и может использовать. ся для измерений электрических и неэлектрических величин с применением нелинейных частотньи датчиков. 5

Известно устройство линеаризации, использующее разложение обратной функции преобразования датчика в степенной ряд Я .

Однако известное устройство харак- 10 теризуется сложностью реализации для обеспечения быстродействия.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является уст- ройство, принцип действия которого 15 основан на кусочно-линейной аппроксимации функции преобразования датчика.

Указанное устройство содержит блок

1 управления, элемент И, два блока памя- 20 ти, счетчик, вентильную группу, регистр и блок выбора номера участка аппроксимации, причем первый вход элемента И является входом устройства, второй вход его соеди ен с вы- 25 ходом блока управления, в оды блоков памяти соединены между собой и с выходами блока выбора номер1, выходы ( второго блока памяти соединены с ( входами счетчика, выходы которого че-3р рез вентильную группу соеДинены с входами регистра, а выход, элемента И соединен со счетным входом счетчика (2) .

Недостаток данного устройства заключается s узких функциональных возможностях, обусловленных изменением временного интервала преобразова1 ния в зависимости от величины преоб( разуемого параметра, что,,в свою оче-4О редь, не позволяет его использовать в условиях сильных промышленных помех.

1

Цель изобретения — расюирение функциональных воэможностей.

Поставленная цель достигается за 45 счет того, что в устройство линеари-, ( зации выходных характеристик частот1 ных датчиков, содержащее блок управления, первый элемент И, два блока памяти и счетчик, причем первый вход 50 первого элемента И является входом устройства, а второй вход его соединен с первым выходом блошка управления, входы первого и второго блоков памяти соединены между с бой, выходы 55 второго блока памяти соединены с первыми входами счетчика, первые выходы которого являются выходом уст(27 2 ройства, введены управляемый генератор, делитель частоты, второй элемент И н счетчик адреса, причем выход первого элемента И соединен с первым входом управляемого генератора, второй вход которого соединен с вторым выходом блока управления, третий выход которого соединен с третьим входом управляемого генератора и вторым входом счетчика, четвертый выход блока управления соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого соединен с вторым выходом счетчика, а выход - с входом счетчика адреса, выходы которого соединены с входами блоков памяти, выходы первого блока памяти соедине;вы с четвертыми входами управляемого генератора, выход которого соединен с входом делителя частоты, выход которого соединен с третьим входом счетчика.

На фиг. 1 приведена структурная схема устройства, на фиг. 2 - типич- ная выходная характеристика датчика.

Устройство содержат блок 1 управ пения, первый элемент 2 И, первый 3 и второй 4 блоки памяти, счетчик 5, управляемый генератор 6, делитель 7 частоты, второй элемент 8 И и счетчик 9 адреса, причем первый вход элемента 2 является входом устройства, второй его вход соединен с первым выходом блока 1, входы блоков 3 и 4 соединены между собой и с выходами счетчика 9, выходы блока 4 соеди« иены с входами счетчика 5, выходы которого являются выходом устройства, выход элемента 2 соединен с первым входом генератора 6, второй вход его соединен с вторым выходом блока 1, третий выход которого соединен . с третьим входом генератора 6 и первым входом счетчика 5, четвертый выход блока 1 соединен с первым входом элемента 8, выход которого соединен с входом счетчика 9, а второй вход элемента 8 соединен с выходом счетчика 5, выходы блока 3 соединены с управляющими входами генератора 6, выход которого соединен с входом делителя 7„ выход которого соединен со счетным входом счетчика 5.

Сущность изобретения заключается в том, что длительности обоих тактов преобразования нелинеаризованной .частоты fg в число N<,, линейно свя,занное с измеряемой величиной Х, 1100727

Если

Отсюда м .=u -1

Я с нач1 хл х нр л, .

3 выбираются равными опорному временному интервалу t« Первый блок памяти служит для запоминания углов наклона корректирующей функции„ соответству цих каждому. участку ап- 5 проксимации. А установка счетчика импульсов по окончании первого такта выполняется с учетом того, что во втором такте коэффициент аппроксимации и длительность этого такта оста- 1р ются постоянными.

В устройстве-прототипе так же, как и в предлагаемом устройстве, осуществляется преобразования частоты f, нелинейно связанной с исследуемой величиной Х, в число Н»л, про порциональное значению величины Х.

Изображенные на фиг. 2 графики поясняют зависимости нелинеаризованного N» и линеаризованного N»„÷èñåë ймпульсов от исследуемого йараметра Х. Здесь диапазон зависимости

N» =F(z) разбит на четыре участка аппроксимации.

В устройстве-прототипе в первом такте находят номер участка аппроксимации, а следовательно, значение угла ot;<, т.е. коэффициента аппрок/симаций. Исходя из найденного уг,ла oL, определяют начальное перед выполнением второго такта состояние

° счетчика импульсов Ы«цц, „ T KlK со,ответствующее номеру участка время ta < <преобразования. Тем самым производят операцию смещения нуля .продолженной до пересечения с осью N

35 корректирующей. прямой, соответствую. щей данному участку аппроксимации.

Изменение же времени преобразования по существу соответствует изменению

40 чувствительности, т.е. переходу от угла oL и общему углу М, В предлагаемом устройстве время преобразования t„> остается постоянным.

В этой связи начальное перед вторым

45 тактом состояние Nöä„, счетчика нельзя определить как пересечение продолжения корректирующей прямой, соответствующей данному i-му участку аппроксимации с осью N. Число N .определя1

НО«; . 50 ется расчетным путем, исходя из выра. ж ения

Я к 4о (()

"хл™НаЧ, "х1, . "Нач " x np Ь «С; .

Я ( хл к цр

f «t.; то И определяется по. формуле

Hall;

1- к

Нац ñò 1хл Мор 1

g®л с где N — емкость счетчика импульсов.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства, а следовательно, на первый вход элемента 2 поступают импульсы частоты f» нелинейно связанной с исследуемой величиной Х.

С вькода элем нта 2 импульсы частоты f» в течение времени tz> преобразования (а следовательно, М» = fÄ-t>)

1 подаются на цень последовательно соединенньк генератора 6, делителя 7 и счетчика 5. Блоки 3 и 4 служат соответственно для задания числа генерируемых импульсов генератора 6 и начального перед вторым тактом состоя1 ния счетчика 5. Выходные коды блоков 3 и 4 определяются состоянием счетчика 9. Состояние счетчика 9 изменяется при подаче на его вход импульсов с выхода счетчика 5 через элемент 8. Блок 1 обеспечивает формирование на его первом выходе временного интервала . При подаче на

«р вход генератора 6 импульсов входной частоты Ех логическая "1" на втором выходе блока 1 обеспечивает на вькоде генератора б формирование такого числа импульсов, значение которого равно коэффициенту К„ „ деления делителя 7. Импульсы с .третьего выхода .блока 1 производят перепись хранящихся в блоках 3 и 4 кодов соответственно в генератор 6 и счетчик 5, а следовательно, обеспечивают работу генератора б с заданным коэффициентом К лл умножения и осуществляют м установку счетчика 5 в состояние + 3,.

Сигналом с четвертого выхода блока 10 управления (который является инверсией сигнала с второго выхода) осуществляется разрешение подачи импульсов с выхода счетчика 5 на вход счетчика 9 через элемент 8. Результат N» преобразования с выхода счетчика 5™поступает на вькод устройства.

В начале первого такта преобразования осуществляется установка в исходное сбстояние основных узлов уст1100727 . ройства: в нулевое состояние производится установка делителя 7, счетчика 5, счетчика 9. Цепи начальной установки на фиг. 1 не показаны. Кроме того, начальной установкой обеспечи- 5 вается формирование "нуля" на первом выходе блока 1 управления (импульсы частоты f не достигают входа счетчика 5), "единицы нуля" — на втором выходе, что обеспечивает в дальнейшем при поступлении каждого импульса на вход генератора 6 формирование такого числа импульсов, значение которого равно коэффициенту Кде деления делителя 7, "единицы" — на четвер.15 том выходе (разрешается импульсам частоты с выхода счетчика 5 поступать на вход счетчика 9 адреса) и "нуля"— на третьем выходе.

Затем в течение времени t„ ("1" 20 присутствует на первом выходе блока 1) импульсы частоты fx через элемент 2, генератор 6 и делитель 7 поступают на вход счетчика 5. Так как на каждый входной импульс часто- 25 ты f на выходе генератора 6 формиХ руется число импульсов, равное коэффициенту Кье деления делителя 7, на вход счетчика 5 поступает N импульсов (Nx = fx ° t„).

Нулевой сигнал на втором выходе блока 1 обеспечивает в первом такте коэффициент умножения К„цгенератора 6, значение которого™численно

Равно коэффициентУ К4е деления дели- 3g теля 7. Генератор 6 является, таким образом, умножителем частоты, точнее умножителем числа импульсов. Единицей на четвертом выходе блока 1 разрешается подача на вход счетчика 9 4р импульсов с выхода счетчика 5. Сигналы с выхода счетчика 5 определяют как длину, так и число участков аппроксимации. Следовательно, по окончании первого такта в счетчике 9 фик- 4 сируется код i-го номера участка аппроксимации, в пределах которого находится число ИХ. Таким образом, в конце первого такта коды выходных сигналов блоков 3 и 4 памяти соответствуют i-му участку аппроксимации.

По окончании первого такта на

"первом выходе блока 1 заканчивается формирование "1", появляется также

"0" на четвертом выходе, "1" — на втором выходе и формируется импульс

I переписи на третьем выходе. Следовательно, производится начальная предустановка счетчика 5 в состояние N которое определяется зафиксированным в счетчике 9 кодом i-го номера участка. Код числа И„ „ храМЧа нится в течение последуюшего второго такта в блоке 4. Кроме того, подачей сигналов с выходов блока 3 на входы. управления генератора 6 обеспечивается зависимость коэффициента К „, умножения генератора 6 от номера участка аппроксимации. При этом зна,чение коэффициента К, умножения

)может быть меньше, равно или больше ,значения коэффициента К4 „ деления.

Следовательно, коэффициент аппроксимации может принимать значение, меньшее, равное .или большее единицы.

Далее на первом входе блока 1 производится формирование временного интервала t„, в течение которого на втором выхоДе блока 1 присутствует

"1", на третьем и четвертом — "0".

По окончании второго такта в счетчике 5 оказывается записанным число М . Значение этого числа можно определить, представив выражение (1) в виде

"Чм

"хл "апач 4 x вр дел

Это выражение справедливо, так как дроби вида йдЫ / @ всегда можно привести к единому знаменателю, значение которого в нашем случае удобно принять равным К

За счет использования интервала преобразования постоянной величины функциональные возможности по применению предлагаемого устройства значительно расширяются.

1100727

Nx Х/1Э

0 А

Редактор М.Келемеш м

Заказ 4596/43 Тирам 862 " Подписное

ВНИИПИ..Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

ФИлиал ППП "Патент", г.ушгород, ул.Проектная, 4 их

+xe х>

Alt. 2

Составитель В.Латышев

Техред А. Ач Корректор И.Муска

Устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков Устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков Устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков Устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков Устройство линеаризации выходных характеристик частотных датчиков 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах вычислительной техники и системах управлениях

Изобретение относится к области высоковольтной импульсной техники и может быть использовано в качестве источника импульсного электропитания различных электрофизических установок

Изобретение относится к устройствам цифровой автоматики и может найти применение в системах управления, контроля, измерения, вычислительных устройствах, устройствах связи различных отраслей техники

Таймер // 2103808
Изобретение относится к устройствам отсчета времени и может найти применение в системах управления, контроля, измерения, в вычислительных устройств, устройствах связи различных отраслей техники

Изобретение относится к области электротехники, в частности к области генерирования электрических импульсов с использованием трансформаторов

Изобретение относится к импульскной технике

Изобретение относится к области импульсной техники

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в устройствах, работающих в частотном режиме, а также при разработке источников коротких высоковольтных импульсов

Изобретение относится к электротехнике и электронике и может быть использовано в устройствах питания радиоэлектронной аппаратуры, для питания электроприводов и т.д
Наверх