Цифровое весоизмерительное устройство

 

Изобретение позволяет повысить точность измерения и надежность за счет совмещения преобразователя сигнала датчика в код периода и вычислителя кода веса. Для этого частЬтный датчик 1 преобразует измеряемое усилие в электрический сигнал, период которого зависит от величины входного усилия. Этот сигнал, сформированный на триггере 2 Щмитта, запускает формирователь 3 измеряемого интервала , вырабатывающий разрешаюишй для схемы И сигнал длительностью в несколько периодов входной частоты. Выходной сигнал схемы И 4 подается на вычитающий двоичный счетчик 5, работающий в режиме деления частоты. Сигнал переполнения с него подастся на вход суммирующего двоичного счетчика 6, содержимое которого фиксируется в регистре-защелке 7 результата по окончании измеряемого интервала . Сигналы с генератора 8 тактовых импульсов в течение измеряемого интервала поступают на вычитающий вход 5, производя последоватглькое вычитание числа, записанного в него по собственным сигналам переполнения из программируемого ПЗУ 9, где хранятся коэффициенты деления для разных интервалов кусочно-линейной аппроксимации . Адрес ПЗУ 9 определяется старшими разрядами суммирующего двоичного счетчика 6. 3 ил. 1 (Л с: .{ 1чЭ СП 4 СП 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Щ .1 С 01 G 3/142

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фие!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4232386/24-10 (22) 31.03.87 (46) 23,09,88. Бкл. h"- 35 (71) Московское научно-производственное объединение "Измеритель" (72) В.В.Никитин, А.И.Журавлев, Б.И.Гальцов, В.П.Баранов, С.И.Граур и И.В.Корольков (53) 681.269(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 934233, кл. С 01 G 3/ 147, 1982.

Авторское свидетельство СССР

Р 1268960, кл. G 01 G.З/142, 1986. (54) ЦИФРОВОЕ ВЕСОИЗМЕРИТЕПЬНОЕ

УСТРОЙСТВО (57) Изобретение позволяет повысить точность измерения и надежность за счет совмещения преобразователя сигнала датчика в код периода и вычислителя кода веса. Для этого частЬтный датчик 1 преобразует измеряемое усилие в электрический сигнал, период которого зависит от величины входного усилия. Этот сигнал, сформи„„SU„„1425458 А 1 рованный на триггере 2 Щмитта, запускает формирователь 3 измеряемого интервала, вырабатывающий разрешающий для схемы H H H p pëèòåëüíîñòüto в несколько периодов входной частоты.

Выходной сигнал схемы И 4 подается на вычитающий двоичный счетчик 5, работающий в режиме деления частоты.

Сигнал переполнения с него подастся на вход суммирующего двоичного счетчика 6, содержимое которого фиксируется в регистре-защелке 7 результата по окончании измеряемого интервала. Сигналы с генератора 8 тактовых импульсов в течение измеряемого интервала поступают на вычитающий вход 5, производя последовательное вычитание числа, записанного в него по собственным сигналам переполнения из программируемого ПЗУ 9, где хранятся коэффициенты деления для разных интервалов кусочно-линейной аппроксимации. Адрес ПЗУ 9 определяется старшими разрядами суммирующего двоичного счетчика 6. 3 ил.

14 254 58

И зобретение относится к весоизмерительной технике и может быть использовано в народном хозяйстве для взвешивания разлиных грузов. 5

Цель изобретения — повышение точности и надежности за счет совмещения преобразователя частотного сигнала в код периода и вычислителя кода феса. 10

На фиг. 1 изображена блок-схема стройства; на фиг. 2 — временные диараммы работы; на фиг. 3 — функция

1 реобразования.

Цифровое весоизмерительное устройство содержит частотный датчик 1 силы, триггер 2 Имитта, формирователь 3 измеряемого интервала, схему

И 4, вычитающий двоичный счетчик 5, суммирующий двоичный счетчик 6, регистр-защелку 7 результата, генератор 8 тактовых импульсов и програмМируемое постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 9.

Устройство работает следующим образом.

На вход частотного датчика 1 подается измеряемое усилие. С выхода датчика на вход триггера 2 Шмитт<а поступает электрический сигнал (фиг.2a) 30

Период Т которого зависит от величи ны входного усилия (фиг. За). С триг ера 2 Шмитта на формирователь 3 измеряемого интервала поступают прямоугольные импульс (фиг. 2б), имею- 35

Щие логические уровни напряжения

Й частоту, равную частоте выходного сигнала датчика.

Формирователь 3 вырабатывает сигнал в виде последовательности измеря- 40 емых интервалов, имеющих уровень логической единицы, а длительность, равную длительности заданного количе ства (и) периодов входной частоты, разделенных сигналом нулевого уровня 45 длительностью в один период входной частоты (фиг. 2в).

Сигнал нулевого уровня с выхода формирователя 3 сбрасывает счетчик 5.

По переднему фронту единичного сигна- 50 ла число предварительной записи помещается в счетчик 6. Под действием единичного сигнала на первом входе схема И 4 пропускает в течение измеряемого интервала времени импульсы опорной частоты, поступающие на другой вход с генератора 8 тактовых импульсов, на выход и далее на вычитающий вход счетчика 5 (фиг. 2г).

Счетчик 5 работает в режиме деления частоты на число, зап .сываемое в него иэ ПЗУ 9: П

K«„=K; — 1, (1=0: S), S=2 -1.

После того, как на вычитающий счетчик 5 поступают К; импульсов, íà его выходе 6 0 появляется единичный импульс (фиг, 2д), по фронту которого содержимое суммирующего счетчика 6 увеличивается на единицу, Кроме того, в счетчик 5 записывается число с выходов ПЗУ.

Содержимое сум1чирующего счетчика 6 представляет собой код силы Р, который изменяется в зависимости от числа М тактовых импульсов, поступивших за измеряемый интервал времени, в сооТВрТсТВНН с графиком (фиг. За). Зависимость Р от N аппроксимируется кусочно-линейной функцией, с интервалами линеаризации, имеющими одинаковые проекции на ось Р, а число

m этих интервалов равно 2, где m— количество старших разрядов счетчиков. Каждым К, импульсам генератора 8 на i-м интервале соответствует одна дискрета величины Р. Переход к следующему коэффициенту деления (т.е. к другому интервалу,линеаризации) происходит при изменении кода старших разрядов счетчика 6, которые задают адрес ячейки ПЗУ 9, содержащей требуемый коэффициент.

Таким образом, при изменении числа тактовых импульсов N от NM „ Ao

Х „„, код силы, содержащийся в счет"-чике 6, изменяется в соответствии с зависимостью, представленной на фиг. За.

Ф

По заднему фронту измеряемого интервала времени прекращается суммирование, а полученныи код силы с выходов счетчика 6 переписывается в регистр-защелку 7 р" çó:ëüòàòà. Этот код выдается потребителю до тех пор, пока не закончится следующий цикл измерения силы и в регистр-защелку 7 результата не запишется новый код.

Как следует иэ зависимостей, представленных на фиг. За, диапазон, в котором может лежать количество тактовых импульсов N, пришедших за измеряемый интервал времени при изменении Р от Р „„ до Р„,, составляет

11 ин "мокс (мин 4"".) . Поэтому содержимое суммирующего счетчика 6 при изменении М от 0 до . „„ не имеет значения. В предлагаемом устройстве

1425458 код силы на данном интервале может несколько раз пробежать весь диапазон от Р„„„ до Р „, (фиг. Зб, пунктирная линия; изменение кода в суммирующем счетчике во времени представлено схематично).

При подготовке устройства к работе с конкретным датчиком силы вычисляются и записываются в ПЗУ коэффициенты деления на разных интервалах аппроксимации. Затем определяется число предварительной установки Р„ (фиг. Зб) из условия, что код силы должен иметь значение Рм„„ при N=

=Ч „„ . В устройство число предварительной установки вводится коммутацией входов предварительной установки суммирующего счетчика 6.

Таким образом, устройство совмещает в себе функции преобразователя частоты выходного сигнала датчика в цифровой код и вычислителя значения веса.

Точность преобразования частоты в код силы определяется количеством ,интервалов аппроксимации. Для 512 интервалов аппроксимации погрешность

-з преобразования не превышает 1. 10 X. формула и з о б р е т е н и я

Цифровое весоизмерительное у"тройство, содержащее частотный датчик силы, генератор тактовых импульсов, суммирующий двоичный счетчик и регистр-защелку результата, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и надежности, в него введены последовательно соединенные триггер Шмитта, подключенный к выходу частотного датчика силы, формирователи измеряемого интервала и схема И, а также программируемое постоянное запоминающее уст10 ройство (ПЗУ) и подключенный к нему информационными входами вычитающий двоичный счетчик, вычитающнй вход которого связан с выходом схемы

И, к второму входу которой подключен

1б генератор тактовых импульсов, причем выход" формирователя измеряемого интервала дополнительно подключен к управляющему входу регистра-защелки результата, к входу сброса вычитаю2р щего двоичного счетчика и к управляющему входу предварительной записи суммирующего двоичного счетчика, суммирующий вхо"„ которого подключен к выходу вычитающего двоичного счетчи25 ка, связанного с собственным управляющим входом записи, информационные входы предварительной установки суммирующего двоичного счетчика объединены в две группы, соединенные соЭо ответственно с положительным полюсом источника питания и общей шиной, ин- . формационные выходы суммирующего двоичного счетчика связаны .с входами регистра-защелки результата, а старшие их разряды подключены к адресным шинам программируемого ПЗУ.

1425458

4«о

71 МЙМС

Составитель A.Áèíîãðàäîâ

Редактор В.Петраш Техред П.Олийнык Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 4757!Зб

Тираж 717 Подписное

В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4