Устройство для линеаризации характеристик измерительных преобразователей

Устройство для линеаризации характеристик измерительных преобразователей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЗАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, содержащее блок вычиташя и суммирова ния, два счетчика, детштепъ частоты, первый постоянный, запоминаюишй блок, коммутатор, первый к второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока вычитания и суммирования, третий вход которого является информационным входом устройства, выход блока вычитания и суммирования соединен с входом первого счетчика, первый выход которого соединен с информационным входом коммутатора, второй выход первого счетчика соединен с входом ёгштеля частоты, выход которого подключен к входу второго счетчика, выход перво го постоянного аапоминающьго блока подключен к управл5 ощему входу комму «татора, старшие разряды адресного входа первого постоянного запоминаюоюго блока являются управляющим входом устройства, отличающееся тем, что, с цепью повышения точнооти , в него введен второй постоянный (Л зад оминающий блок, адресный вход которого подключен к выходу второго счетчика, выход подключен к младшим разрядам адресного входа первого постоянного запоминающего блока. оо IND О) О5

„„80„„1037266

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

З Ю 6 06 P»/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР .

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ-СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 л (21) 3418684/18-24 . (22) 07.04.82 (46) 23.08.83. Бюп. № 31 (72) М. Я. Сохрин, В. Ж. Бурковский, .А. H. Шкамарца и В. А. Кобрин (71) Госуцарственное специальное конструкторское бюро теппофизического при боростроения (53) 681.325.22 (088.8) (56) 1. Авторское свицетепьство- СССР № 698000, кл. 5 06 Р 15/20, 1978.

2. Авторское свицетепьство СССР по заявке № 3278083/18-24, кп. G, 06 Р 15/20 1981 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕА

РИЗАБИИ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ, соцержащее блок вычитания и суммирова ния, цва счетчика, целитель частоты, первый постоянный: запоминающий блок, коммутатор, первый и второй выхоцы которого соецинены соответственно с первым и вторым вхоцами блока вычитания н суммирования, третий вхоц которого является информационным вхоцом устройства, выхоц блока вычитания и суммирования соецннен с вхоцом первого счетчика, первый выхоц которого соецинен с информапионным вхоцом. коммутатора, второй выхоц первого счетчика соецинен с вхоцом целителя частоты, выхоц которого поцкпючен к вхоцу второго счеччика, выхоц перво» го постоянного запоминающего блока поцключен к управляющему вхоцу комму» татора,. старшие разряцы ацресного вхо-, ца первы о постоянного запоминающего блока являются управляющим вхоцом — устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с иелью повышения точности, в него ввецен второй постоянный заломинаюший блок, ацресный вхоц ко торого поцкпючен к выхоцу второго счетчика, выхоц поцключен к мпацшим разряцам ацресного вхоца первого постоянного запоминающего блока.

1, 1037

Изобретение относится к измеритель ной и вычислительной технике и прецнаэ начено цля использования в многоканаль нык измерительных системах с измеритель ными. преобразователями, имеющими раэ личные нелинейные перецаточные хараь» теристики.

Известно устройство цля линеариза ции характеристик иэмерительньйс пре»образователей,соцержащее блок вычита . !О ния и суммирования, цва счетчика, це» шифратор, целитель частоты, коммутирукъ: щую матрицу и блок выбора характерно»тик, состояший из наборного поля и переключателя L 1 1.

Н ецостатком указанного устройства является невозможность использования в нем разбиения на неравные участки аппроксимации лйнеаризуемык нелинейных карактеристик измерительных пре р0 образователей.

Наиболее близким по технической. сущности к изобретению является yavройство, которое соцержит блок вычитания и суммирования, цва счетчика, цели 25 тель частоты, постоянный запоминающий блок, коммутатор„первый и второй вы хоцы которого соединены соетветст венно с первым и вторым вхоцами бло30

sxoq которого является вкоцом устрой ства, выхоц блока вычитания и суммирования соецинен с вкоцом первого счет чика, первый выход которого соецинен с.информационным вхоцом коммутатора, второй выхоц первого счетчика соединен с вхоцом целителя частоты, выхоц которого поцключен к вхоцу второго счеъ» чика выхоц второго счетчика поцклю

1 чен к млацшим разряцам ацресного вхоца постоянного запоминающего блока, выкоц которого подключен к управляю . щему вхоцу коммутатора, старшие раэряцы адресного вкоца постоянного зало минающего блока являются управляющим " вхо лом устройства.

Линеаризация характеристик измерительныхк преобразователей выполняется ,путем реализации устройством переца точной функции, осуществляющей кусоч 50 но-линейную аппроксимащпо функции, обратной исхоцной нелинейной характерио: тике.

Разбиение на участки аппроксимации осуществляется целителем частоты, цля которого устанавливается коэффициент целения, исхоця из равенства коэффи266 2 циента целения вкоцных импульсов чиолу, соответствующему величине участка аппроксимации j2 1 .

Нецостатком цанного устройства яв ляется то,что разбиение может проиэвоциться только на равные участки ап проксимации по вхоцному параметру нелинейного измерительного преобразо вателя, что снижает точность вычислений.

Белью изобретения является повышение точности.

Поставленная цель цостигается тем, что в устройство, соцержащее блок вы читания и суммирования, цва счетчика, целитель частоты, первый постоянный запоминающий блок, коммутатор, первый и второй выхоцы которого соецинены соответственно с первым и вторым вхоцами блока вычитания и суммирования, третий вхоц которого является информа» ционным вхоцом устройства, выхоц бло»ка вычитания и суммировании соецинен с вхоцом первого счетчика, первый выкоц которого соецинен с информацион иым вхоцом коммутатора, второй выхоц первого счетчика соецинен с вкоцом целителя частоты, выхоц которого поцк лючен к вкоцу второго счетчика, вы» хоц первого постоянного запоминающего блока поцключен к управляющему вхоцу коммутатора, старшие разряцы ацресного вхоца первого постоянного запоминающего блока явшпотся управля1ощим вкоцом устройства, ввецен второй постоянный запоминающий блок, ацрео» ный вхоц которого поцключен к выкоцу второго счетчика, а выкоц поцключен к млацшим раэряцам ацресного вхоца первого постоянного запоминаю» щего . блока.

На фиг. 1 прецставлена блок-схема устройства; на фиг. 2 - схема комму татора; на фиг, 3 - схема блока вычитания и суммирования; на фиг. 4 и 5временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство соцержит блок 1 вычита ния и суммирования, счетчик 2, коммутатор 3, целитель 4 частоты, счетчик 8, постоянные запоминающие блоки 6 и 7,,циф)еренцирующие элементы 8-12,элемеи ты И 13-18,элемент ИЛИ 19,буферный усн» ,"литепь 20,элементы И 21 и 22,триггеры 23 -

25, элемент ИЛИ 26.

Работа устройства заключается s реализации перецаточной функции, qcyществляющей кусочнолинейную аппрокси

266 4 послецовательности. КоммутатЧ 3 реа лизует принцип построения двоичного умы о жителя.

Работа блока 1 вычитания и сумми рования описана по временным дивгршу » ,мвм (режим вычитания «фиг. 4; режиМ суммирования - фиг. 5).

Перец началом работы устройства .необхоцимо установить триггер 23 в ну» левое состояние. Йа третий вхоц бло» ка 1, являющийся вхоцом устройства, поступает импульсная послецовательнооть . от преобразователя параметра в число импульсов, частота которой целится на двв триггера 2 5 и поступает через элемент ИЛИ 26 на выкоц блока 1. При поступлении на первый вхоц блока 1 импульса с первого выхода коммутатора 3 триггер 24 устанавливается в единичное состояние. Логическая ецини цв, поступающая нв вхоц триггера 23 с выхоцв триггера 24 разрешает переключение триггера 23 в ециничное состояние.

При этом уровень логического нуля, поступающий с инверсного выхоца триг гера 23 на вхоц триггера 24, сбрасывает триггер 24 в нулевое состояние.

Сформированный на инверсном выхоце триггера 23 импульс в течение периоцв входной частоты запрещает прокож цение одного импульса с третьего вхо« ца блока 1 через элемент И 21 на вкоц . триггера 25. Лвгический уровень на втором вхоце блока 1 вычитания и суммирования определяет режим работы бло ка. Если на втором вхоце логический нуль (режим вычитания), то сформирован ная на выхоце триггера 25 импульсная .послецовавательность через элемент

ИЛИ 26 прохоцит на выход блока 1.

Сформированная на входе блока 1 пооледоввтепьность соответствует вычитанию оцного импульса из вкоцной последовательности импульсов. Если на втором входе блока 1 логическая ециница (ре жим суммирования), то сформированный

HB прямом выхоце триггера 23импульс рвзрешает прокожцение на выхоц эле- мента И 22 одного импульса входной после цовательности, Сформированный та ким образом импульс с выкоца элемента И 22 поступает нв вход элемента ИЛИ 26 и цобввляется к импульсной послецовательности, сформированной на выходе триггера 25. Полученная импульс ная последовательность . поступает на выхоц блока 1. При отсутствии импу п сов нв первом . вхоце блока 1 вычита3 1037 мацию функции,, обратной линеаризуемой характеристике.

На вхоц блока 1 вычитания и сумми

- рования от преобразователя параметрчисло импульсов (не показан) поступает послецовательность импульсов. В samснмости от коца, .поцанного на адресный вход постоянного запоминающего блока. 6, кв управляющий вхоц коммутатора поступаЪт

"оответствующий код. Он разрешает про щ хожцение соответствующего числа им» пульсов, сформированных на выходах счетчик.,2, нв входы блокв 1 вычитания и суммирования. Это число импульсов цобавляется к послецовательности импульсов от преобразователя параметрчисло импульсов или вычитается из нее на данно. участке аппроксимации нелинейной характеристики. В результате на вхоц счетчика 2 поступает линеари зованнвя послецоввтельность импульсов.

Разбиение на участки аппроксимации

: осуществляется целителем 4 частоты, счетчиком 5 и постоянным запоминающим блоком 7. Выбор коэффициента целения цля целителя 4, а также выбор выхоца счетчика 2, к которому поцключен целитель 4 частоты осуществлен исхоця .из равенства коэффициента целения послецовательности вхоцных импульс сов числу, кратным которому является цлина кажцого из участков вппроксиМацииэ

Коммутатор 3 работает следующим образом.

На информационный выхоц коммутв 35

-тора 3 поступают импульсы с выхоцов триггеров первого счетчика 2, По переходу триггеров счетчика 2 в единичное состояние цифференцирующие элементы 8-12 вырабатывают. импульсы. 40

Прохожцение этих импульсов через элементы И 13«18 на вхоцы элемен та ИЛИ 19 и на первый выхоц коммутатора 3 определяется логическими уровнями на соответствующих управляю- 45 щих вхоцвх коммутатора 3. При этом число, импульсов, которые проходят нв первый выхоц коммутатора 3 за цикл счетчика 2,равно коцу, поступающему . на управляющий вхоц.коммутатора 3. 50

Уровень сигнала, поступающего с буферного усилителя 20 на второй выхоц коммутатора З,опрецеляет будут ли выкоцные импульсы коммутотара 3 цобавляться к входной послецовательности импульсов 55 в блоке 1 вычитания и суммирования или буцут запрещать прокожцение сооч ветствующего числа импульсов вхоцной хоэф ециентом для следующего участка .. аппдоксимащце, Для различных типов измерительных преобразователей при их использовании в одной многоканальной измерительной системе могут потребоваться отличающиеся друг - от друга по цпине отрез ков разбиения на участки аппроксимации.

Дпя реализации более одного разбиения щ, на участки аппроксимации в одном линев ризаторе необходимо управляющий вход устройства, соединенный со старшими разрядами адресного входа первого постоянного запоминающего блока 6, соединить дополнительно со старшими раэ рядами адресного входа второго постоянного запоминающего блока 7 (показано пунктиром), при этом с . выходом счетчика 5 соециня1отся младшие разряды адресного входа постоянного запоминаю щего блока 7. Коц, поступающий на стар шие разряды адресного входа постоянного запоминающего блока 7, определяет выбираемый тип разбиения на участ 5 ки аппроксимации, Предлагаемое устройство повышает точность иинеариэации нелинейных передаточных карактеристик измеритель нык преобразователей.

Характер передаточной характеристики измерительных преобразователей тепло вого потока позволяет использовать одно и то же разбиение на участки аппроксимации для всек измерительных преобразователей теплового потока, 35 используемых в многоканальной измери тельной системе. При этом используют ся индивидуальные коэффициенты пинеаризацни .апа каждого измерительного еобразоватепя, что, в свою очередь, позволяет учесть отличие передаточных характеристик измерительных преобразователей теплового потока цруготnpyra

Применение разбиения, оптимизирую щего погрешность кусочно линейной

45, аппроксимации при заданном числе учась ков аппроксимащя, позволяет повысить

; точность пин;еаризации.

3 1037266 6 ния и суммировайия независимо от уров ня сигнала на ВТороМ входе блока 1 импульсная последовательность, посту пающая на третий вход, прокоцит через элемент И 21, делится на два на трщъ гере 25 и прохоцит на выход блока 1 через элемент ИЛИ 26.

Постоянные запоминающий блок 7 включает К групп смежных ячеек памя ти. Каждая группа соответствует одно

Му участку аппроксимации и хранит в каждой из своих ячеек младшие paeps

:ды адреса ячейки постоянного запомни щего блока 6, кранящей коц числа su пульсов, которое добавляется к входной последовательности импульсов или вы читается нз нее на данном участке аппроксимации. Общее число требуемых ячеек памяти постоянного запоминающего блока 7 равно

К

Н = И., (1) -1 где 8 - число последовательных соо

1 тояний счетчика 4, соответ ! ствующее j -му участку ап проксимацищ

«число участков аппроксимации (групп ячеек постоянного запоминающего блока 7).

Общее число требуемых ячеек памя тм постоянного запоминающего блока 6 равно М К х Т (2) гце Т - число линеаризуемых характеристик. Предполагается, что К s выражении(2) равно целой степени двух, в случае. неравенства числа участков целой степе. ни двух при вычислении обьема постояннс го запоминающего блока 6 считается, что число участков равно минимальной степени двух, большей К.

Переключение участков аппрокеимации производится счетчиком 5, когда по коду на выходе счетчика 5 производится вы. бор из ячеек постоянного запоминающе

iro блока 7, содержащих адрес ячейки постоянного запоминающего блока 6 с

1037266

f037266

1037266

4t З дход1

Юхан лриггера 25

ВХОД 2

1037266 дхМ 1

1 аЬржми

ЖхаР ерижери O бб!КВ3 Боева

Составитепь А. Жеренов

Рецактор О. Поповка Техрец ВЛалекорей КорректорА. Повн

Заказ 6012/51 Тираж 706 Поцписное

ВНИИПИ Госуцарственного комитета СССР по цепам изобретений и открытий

113035, Москва, ЖЗ5, Раушская наб., g., 4/5

Фипиап ППП "Патент", r. Ужгороц, уп. Проектнаи, 4