Цифровое устройство для измерения разности

 

(И С А Н И Е 408218

О П

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социал истимеских

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Заявлено 03.1Ч.1972 (№ 1767730/18-10) с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет

Опубликовано 10.XI1.1973. Бюллетень № 47

Дата опубликования описания 12.1V.1974

М. Кл. G 01р 3/60

Государственный комитет

Совета Министров СССР оа делам изаоретений и открытий

УДК 531.767(088.8) Автор изобретения

Заявитель

Б. А. Фурман

Харьковский ордена Ленина политехнический институт имени В. И. Ленина

ЦИФРОВОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ РАЗНОСТИ

СКОРОСТЕЙ

Изобретение относится к области измерения параметров движения.

В известных цифровых устройствах для измерения параметров движения, содержащих два импульсных датчика, подключенных к измерительной схеме, выполненной в виде электрически связанных друг с другом генератора эталонной частоты, блока тактовых импульсов, блока задания калиброванных интервалов времени, блока формирования остатков, блока управления переносом информации, блока распознавания знака, декадного счетчика и индикаторного устройства, в которой описанные блоки включают счетчики, триггеры и логические схемы И и ИЛИ, надежность работы блоков зависит от выдержки времени кипп-реле, входящих в них.

С целью повышения надежности измерения предложенное устройство снабжено тремя триггерами, причем общий счетный вход первого из них связан с генератором эталонной частоты, один из выходов — со схемой И блока тактовых импульсов, а другой выход — с входом блока задания калиброванных интервалов времени; общий счетный вход второго триггера связан с выходом указанной схемы И, один из выходом — с входами схем ИЛИ блока формирования остатков, а другой — с одним из входов схемы И блока управления переносом информации, выход которой подключен к второй схеме И, своим выходом связанный с входом схемы И блока распознавания знака; входы же третьего триггера связаны с выходами счетчиков блока формирования остатков, а

5 один из выходов — со схемой И блока распознавания знака.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства.

Цифровое устройство изменения разности

10 скоростей содержит генератор 1 эталонной частоты, выход которого связан с блоком 2 тактовых импульсов, состоящим из триггеров 3, 4 и 5, схемы И 6 и формирователей 7 н 8, связанных с шинами импульсов сброса 9

15 и 10.

Блок 11 задания калиброванных интервалов времени состоит из двоичного делителя частоты 12, вход которого связан с выходом триггера 3, а выход — со входом формирователя

20 7, и двоичного дешифратора 13, поразрядно связанного с делителем 12. Выход одной из шин дешифратора 13 связан с формирователем 8, а два другие — с блоком формирования остатков 14.

2s С контролируемыми объектами связаны импульсные датчики 15 и 16.

Блок 14 формирования остатков состоит из схем И 17 и 18, импульсные входы которых связаны с выходами датчиков 15 и 16, а по30 тенциальные входы управляются с шин де408218

3 шифратора 13; схем ИЛИ 19 и 20 их входы связаны с выходами схем И 17 и 18 и двоичных счетчиков 21 и 22, входы которых связаны с выходами схем 19 и 20. Вторые входы этих схем связаны с импульсным выходом триггера 5.

Блок управления переносом информации 23 состоит из двух триггеров 24 и 25, входы которых соединены с выходами счетчиков 21 и

22. Правые потенциальные выходы триггеров

24 и 25 через диоды 26 и 27 связаны с потенциальным входом схемы И 28, левые выходы этих триггеров через диоды 29 и 30 — с потенциальным входом схемы И 31. Импульсный вход схемы И 28 соединен с правым импульсным выходом триггера 5, выход — со входом схемы И 31, выход которых связан со входом декадного счетчика 32 и с блоком распознавания знака 33.

Блок распознавания знака 33 содержит схему И 34 импульсный выход которой связан со входом триггера знака 35, а вход — с выходом схемы 31.

Потенциальный вход схемы 34 связан с потенциальным выходом триггера 36, два раздельных входа которого связаны с выходами счетчиков 21 и 22.

Декадный счетчик 32 и триггер знака 35 связаны с отсчетным цифровым индикаторным устройством 37. Цепи сброса счетчиков 21, 22 триггеров 5, 24, 25, 36 связаны с шиной сброса 9, цепи сброса декадного счетчика 37 и триггера 35 — с шиной сброса 10.

Работа цифрового устройства измерения разности скоростей основана на методе сравнения неабсолютных величин составляющих разности скоростей, а лишь некоторых остаточных значений, не превышающих максимально возможной разности. Полный цикл измерения состоит из двух этапов. На первом этапе числа импульсов измеряемых частот, получаемые за фиксированый интервал времени и пропорциональные абсолютным значениям измеряемых скоростей значительно уменьшаются на некоторую, определенную для каждого из контролируемых объектов величину — до уровня указанных остатков. Уменьшение производится путем многократного вычитания из обеих оставляющих некоторого, заранее заданного числа, превышающего максимально возможную разность. На втором этапе измерения происходит сравнение полученных остатков и перенос импульсами тактовой частоты значения их разности в декадный счетчик, управляющий цифровыми индикаторами. Одновременно производится определение знака разности. Калиброванные интервалы времени формируются блоком 11 как сумма периодов эталонной частоты, поступающей на вход делителя частоты 12 с левого выхода триггера 3. Выбор числа периодов в сумме определяется набором числа в дешифраторе 13 и зависит от коэффициента пересчета частоты датчиков скорости в значения линейной скорости движения объектов.

ЗО

55 бО

Длительность второго этапа измерения определяется отрезком времени между появлением импульса на шине дешифратора 13, связанной с формирователем 8 и моментом окончаний цикла, фиксируемым импульсом переполнения делителя 12, управляющего формирователем 7.

В течение этого этапа триггер 3 находится в состоянии «I», открывает схему И 6 для прохождения импульсов эталонной частоты с правого выхода триггера 3 на счетный вход триггера 5. Таким образом, на каждом из выходов триггера 5 формируется пачка импульсов, число которых выбирается (набором в дешифраторе 13) равным емкости каждого из счетчиков 21 и 22.

Все три последовательности импульсов импульсы, поступающие на делитель 12, импульсы на левом выходе триггера 5 и импульсы на его правом выходе жестко синхронизированы частотой генератора 1 и все сдвинуты относительно друг друга, что исключает необходимость в дополнительных линиях задержки.

В момент, соответствующий началу второго этапа измерения, формирователь 8 генерирует импульс сброса на шине 10, устанавливающий счетчик 32 и триггер 35 в нулевое состояние.

Работа блока управления переносом информации 18 происходит следующим образом.

При равном числе импульсов переполненных двоичных счетчиков 21 и 22 триггеры 24 и 25 к началу второго этапа оказываются в одинаковых состояниях, одна из схем И 28 или 31 при этом будет заперта и путь для прохождения импульсов переноса информации в декадный счетчик 32 закрыт.

На втором этапе на входы счетчиков 21 и

22 поступают импульсы с левого выхода триггера 5. Импульс переполнения того из них, в котором был записан больший остаток, вызовет опрокидывание соответствующего из триггеров 24 или 25, что приведет к началу поступления импульсов переноса с правого выхода триггера 5 на счетчик 32.

Перенос информации прекращается при переполнении второго счетчика формирования остатков 14, В случае неравного числа переполнений (отличие на 1) счетчиков 21, 22 на первом этапе измерения к началу второго этапа триггеры

24 и 25 оказываются в противоположных состояниях. Этап начинается с поступления импульсов переноса информации на счетчик 32.

Перенос прекращается импульсом перполнения того из двоичных счетчиков 21, 22, в котором был записан меньший остаток, возобновляется импульсом переполнения второго и заканчивается с концом цикла измерения.

Блок распознавания знака работает следующим образом.

Триггер 35 в начале второго этапа устанавливается импульсом сброса в состояние, соответствующее индикации знака «минус». Триг408218

rep 35 опрокидывается в противоположное состояние выходным импульсом схемы И 34 в случае положительной разности сравниваемых скоростей ЛV= Vg — 1 ь где Vg и V) скорости, измеряемые датчиками 15 и 16.

Управление проводимостью схемы И 34 производится с потенциального выхода триггера 36.

При равном числе переполнений счстчиков

21 и 22 к началу второго этапа триггер 36 в исходном состоянии и схема 34 — заперта.

Если Vg) V), счетчик 22 переполняется первым, триггеры 27 и 36 опрокидываются и схемы И 28, 31 и 34 пропускают импульс на вход триггер а зна ка 35.

Если V (U, то импульс переполнения счетчика 22 соответствует окончанию прохождения импульсов через схемы 28 и 31 и, так как импульсы на правом выходе триггера 5 задержаны относительно импульсов на левом выходе триггера 5 на период его входной частоты, то триггер 27 успевает запереть одну из схем (28 или 31) раньше поступления очередного последующего импульса на их входы, и импульс на вход схемы 34, открытой с выхода триггера 36, уже не поступит.

При неравном числе переполнений счетчиков

21 и 22, если число переполнений счетчика 22 на одно больше, к началу второго этапа триггер 36 окажется в состоянии, противоположном исходному и схемы 28, 31 и 34 пропускают первый же импульс переноса информаппп.

Если Ug(U>, то при неравном числе переполнений импульс на. вход триггера 35 в течение второго этапа не поступает.

Информация о значении разности скоростей и о ее знаке, записываемая в декадном счет.пкс 32 и триггере 35, передается для визуального отсчета на цифровое индикаторное устройство 37.

Предмет изобретения

Цифровое устройство для измерения разности скоростей, содержащее два импульсных датчика, подключенные к измерительной схеме, выполненной в виде электрически связан10 ных друг с другом генератора эталонной частоты, блока тактовых испульсов, блока задания калиброванных интервалов времени, блока формирования остатков, блока управления переносом информации, блока распознавания

lS знака, декадного счетчика и индикаторного устройства, в которой описанные блоки включают в себя счетчики, триггеры и логические схемы И и ИЛ1Л, отл и ч а ю щеес я тем, что, с целью повышения надежности измерения, 20 оно снабжено тремя триггерами, причем общий счетный вход первого из них связан с генератором эталонной частоты, один из выходов — со схемой И блока тактовых импульсов, а другой выход — с входом блока зада2s ния калиброванных интервалов времени, общий счетный вход второго триггера связан с выходом указанной схемы И, один из выходов — с входами схем ИЛИ, блока формирования остатков, а другой — с одним из входов

З0 схемы И блока управления переносом информации, выход которой подключен к второй схеме И, своим выходом связанной с входом схемы И блока распознавания знака; входы же третьего триггера соединены с выходами

35 счетчиков блока формирования остатков, а один пз выходов — со схемой 1Л блока распознавания знака.

4082I8

Составитель Н. Надеждина

Техред Л. Богданова Корректор Л. Орлова

Редактор Е, Гончар

Типография, пр. Сапунова, д. 2

Заказ 835/б Изд. Ме 290 Тираж 755 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, К-35, Раушская наб., д. 4/5