Устройство для исследования характеристик физического эксперимента

Устройство для исследования характеристик физического эксперимента

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для исследования характеристик физического эксперимента, заключающегося в воздействии на объект какого-либо физического фактора с последующей релаксацией, причем управление воздействующим фактором осуществляется в процессе эксперимента по заданным критериям, анализ которых проводится в реальном масштабе времени. Устройство может быть применено для снятия характеристик оптически прозрачных сред в эксперименте по определению их радиационной стойкости. Цель изобретения - повышение быстродействия и увеличение информативности съема характеристик физического эксперимента путем разделения функций обработки и вычисления значений и функции анализа критериев и управления воздействующим фактором. В устройство, содержащее блок микропроцессорного управления, блок сопряжения с измерителями, блок связи с магистралью канала общего пользования, введен блок анализа и управления воздействующим фактором. Введение блока анализа и управления воздействующим фактором позволяет разделить функции обработки и вычисления значений с цифровых измерителей физических параметров и функции анализа критериев и управления воздействующим фактором в процессе проведения эксперимента, что приводит к повышению быстродействия с одновременным увеличением информативности съема характеристик физического эксперимента как в стадии воздействия физического фактора на объект, так и в стадии последующей релаксации. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н двтоесномм свиДК П-=ЛьСтам

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

f (21) 42808-54/31-2 5 (22) 08.07.87 (46) 07.11.89. Бюл. V 41 (7I) Специальное конструкторско-технологическое бюро с экспериментальным производством Института ядерных исследований AH УССР (72) В.А. Ицкович, Г.А. Косинов, A.Á. Сиднев и Е.А. Ицкович (5З) 621.0З9(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1295887, кл. Г, 01 И 23/02, 1985.

Авторское свидетельство СССР

It 1329445, кл. G Об Р 13/10, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ФИЗИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА (57) Изобретение относится к области автоматики и вычислительной техники и может быть использовано для исследования характеристик физического эксперимента, заключающегося в воздейст вии на объект ка кого-либо фи зического фактора с последующей релаксацией, причем управление воздействующим фактором осуществляется в процессе эксперимента по заданным критериям, анализ которых проводится в реальном масштабе времени. Устройство

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для съема характеристик физического эксперимента, заключающегося в воздействии на объект какого-либо физического

„.,Я0„„152О408 А 1 (51)4 G 01 N 23/00

2 может быть применено для снятия характеристик оптически прозрачных сред в эксперименте по определению их радиационной стойкости. Цель изобретения - повышение быстродействия и увеличение информативности съема харак" теристик физического эксперимента путем разделения функций обработки и вычисления значений и функции анализа критериев и управления воздействующим фактором. В устройство, содержащее блок микропроцессорного управления, блок сопряжения с измерителя-. ми, блок связи с магистралью канала общего пользования, введен блок анализа и управления воздействующим фак- а тором. Введение блока анализа и управления воздействующим фактором позволяет разделить функции обработки и вычисления значений с цифровых измерителей физических параметров и функции анализа критериев и управле" ния воздействующим фактором в процессе проведения эксперимента, что приводит к повышению быстродействия с од- © новременным увеличением информативности съема характеристик физического эксперимента как в стадии воздействия физического фактора на объект, так и в стадии последующей релаксации.4 ил. фактора с последующей релаксацией, причем управление воздействующим фактором осуществляется в процессе эксперимента по заданным критериям, анализ которых проводится в реальном масштабе времени.

15.04О8

Усiройстtlo маже1 быть; — iрименена для снятияl 3<сьра кте13и .. i .i,, Опт(чBB ки прОзрачных ср83 э;.Кспеэ :;менте пО

Определению их радиациа- ной стОйкОСтй,, «Л6 .:>3(Ьбре —;; ., ii; „Па;=.:-...г18;- И

С; OO(38ИС1 "ИЯ И,,:ВЕЛИЧЕНИB ИНФОРМЭ

ТивгьаСТИ СЪВМВ,<;";:ра! 1 Е ;.. YCT ;:It< ФИЗИЧЕ; "

КОГО эь<сп".="римента пw/1" ем Ра звеления

Функции ааработки н Вычисления Зна " дРН! !Ó, И (tt,./ь с;.1И, 1 l Ча г;1,.; а РИ"; Р;ьиЕВ У

УПРВ ВЛ8НИЯ ВОЗ318:,.гСТВУЮЩИМ (13а КТОРОМ, 1а q)yf- 1 1 релi"-,- 1 зпег!= П < -(-.Х8.1устрОЙст Ва для "= нятия характ Bf: t cTик !

f1i f ".l,,,. I g".„-Q а Э * -ПЕОИМЕ;-П 8 ., 1я (111.: г(1ьунь<циона31ьHBJt (хе!ьа блс:«B анап:;" ъ и упааьзле. -!И» на я:/ Г - .: а31гопит11 функциони 3овани11 усть йс f BB на ФИГ е " алгоритм Функционирования уГ 1 рай<-1 >1ГВ ПИ за

I" упра В31енил Воздейст Ву!Ощим::-, YT(. QQì. при эт:::.=:- бло ;;. 3 связан с и-.=. -истр,":л,.ю

5.

БЛОК );::;-: ааььр; 13ЕССО1ЬНОГГЬ ГгППВ =;.,",:-. ния - редст..:.в.: —. .Лет; обои;ипов ю . ":туру ми кро -;:9! 1: <".Одер)!(ащ"t

ПЗУ узлы упра В.:. -.--.Ия прерыг. =-:.";:ьями таймеР. Осе Узлг .пока t Объедине: ы

Внутаенней микр:, »!р :I!Bc<.орной, и ь(11 содержащеЙ магис.-".,::!316 / аале. .:-i . .м:.и

cTPBl*b 8 Данных fit: РОП1РОЦессарной шн ны линии <ь и 1 13 синхрани:, аььи!1; ГI> ;: T"- пу 11 входов 12 и f:,,у;ьра,;:,3тенк:.=-,;-ц. ерываниями.

Блок 1 микропроцессов loi o правления ВыпОлняет следующие функции ". у пра вл ение блоком 3 при за пуо ке и схеме информации с измерите31зйь., аб"" работку информации, принятой с из мерителей; вычисление текущи:-:. Зн . -!Bний характеристик физического зкс:. перимснта и запись их в реГистр рас ч=-тных значениЙ блока 4, ь--я.:-:ннагр с 3 .. ы:. Вй 133 упра Вления возд8йс :, ю." щнм 118.1тором » упраа3 ени а i34 QK i" ". с:. реаль- .о; масштабе:;,емени":: управле

НИЕ бЛОКОМ 2 ПРИ Вь„Ц1а148 И,- :фагъма1(,ir.; -÷ на устрой::;: Во регистрации, Блок 2 содержит набор дешифраторов интерфейсных Функций канала общего пользования (КОП) 15 и гьредна значен для осуществления связ;1 с уст-:

113

5 дь . 1 () 1 .1 -э

Я3 г г ройс f вом регистрации через маь". раль КОП l5 для выдачи на нега ин формации о хара кт еристи ках (! I ýè ÷Bcко""O эксперимента .

Блок 3 содержит узлы связи с измерителями, узел прер61ваний, узел прОГраммируемых параллельнбьх NHTBp

Фейсов,. регистр а кти виза ции и змерителй. ьлок 3 обесгьечивает управление и сье. информации с цифровых измерителей характеристик физического эксперимента EtR3 ь с и ЗмеритBлями осуществляется через магистраль 5.

Связь сблокам 1 осуществляется путем ак иь=и за@.:и t руппо, 1 l ВХОДОВ 12 и упра вл 8 ньья прерываниями .

Блан . (Фиг.?) состоит из селектора адреса 16, ПЗУ 17 критериев воз.= действия, П;:У 18 критериев релакса" ции,. регистра 1» критериев, регистра 2О расчетных значений, компаратора "-:1, элемента И 22, ключа 23, линии !4 управления воздействующим Фактором, линии 10 синхронизации для запись< н периферию, линии, связанной с входам 13 для запроса прерывания.

Блок f3 предназначен для анализа критериев физического э <сперимента как В (тадии воздействия на объект, 1 а::;;: " стадии релаксации „а также у;-Оавгения ваздей(твч,рщим факгооом па результатам анали38 В прОцессе прОВедения .;<Сгьеримента, В блока 4 селектор 1О адреса пред.назна lBt- для выбора узлов блока в зависимости от алгоритма работы устройства Блок 33 содержит селектор ад-. реса 16 (реа31изован в аиде дешифратОра, адресныB ВхОды KQTopof 0 сас ди гье мы с ма Гь «трал ью 7 адреса микро процессорной шины), пзу 17 и 18, регистр !9 критериев, регистр 20 текущих зна(1ВНИЙ, компаратор 2, элемент

И 22, !

Выходы .?5=36 селектора 16 адреса cо" един::.-.ны с Входами ЙЗУ 17 и 18, региров I9 и 20 и элемента И 22, ПЯУ 17 и 18 предназначены cQorветстBBHHQ для хранения констант критериев Физичес«ОГО зь<сперимента стадиЙ Васстанов пения и релаксации. ддресные входы

ПЗУ 17 и 1: соединены с магистралью

7 ад, . еса микропроцессорной шины, а магистраль ?.I соединяет группу выхо" дов П " У 1 J;,. 1 а < 1-р ф >ппо ",вхо . Ов

Гистра " "tocJJBJ. нии предназначен для промеькутачного хранения KQHGTGHT cTG дий ВОсстанОВления I.! релаксации е За

Работа блока 4 s стадии релаксации аналогична работе в стадии воздействия на физически " объект. Отличия заключают:я п том, что в регистре 19 хранятся константы релаксации, выход 30 в начале стадии релаксации активизируется блоком 1, триггер 24 сбрасывается, ключ 23 выключается на все время стадии релак" сации, а линия 14 управления воздействующим фактором не активизируется. Затеи процесс чередования стадий повторяется.

В каждой из стадий воздействия или релаксации анализ момента окончания Фазы и управление воздейству5 15204 пись информации в регистры I9 и 20 осуществляется блоком 1 по сигналу

"Запись", передаваемому по линии 10 синхронизации для записи в периферию группы выходов управления микропроцессорной шины. Регистр 20 предназначен для промежуточного хранения текущих результатов вычислений параметров физического эксперимента. Информационные входы регистра 20 соединены с

10 магистралью 8 данных микропроцессорной шины 6.

Магистрали 32 и 33 соединяют соответственно выходы регистров 19 и 20 с входами сравнения компаратора 21, ко" торый предназначен для непрерывного сравнения величин критериев Физичесческого эксперимента с текущими расчетными значениями и выдачи на вход

13 управления прерываниями активного сигнала в случае равенства обеих величин. Кроме того, компаратор 21 предназначен для управления моментами включения и выключения через элемент

И 22 ключа 23 воздействующим фа ктором. Ключ 23 предназначен для выдачи на линию 14 сигнала управления воздействующим фактором. Триггер 24 предназначен для стробирования моментов включения ключа 23. Линия 34 соединя- ЗО ет выход триггера 24 с первым входом элемента И 22. Линия 35 соединяет выход "Больше" компаратора с. вторым входом элемента И 22. Линия 36 соеди" няет выход элемента И с входом управ- 35 ления ключа 23.

Разрядность ПЗУ 17 и 18, регистров 19 и 20 и компаратора 21 определяется требуемой точностью физического эксперимента и соответственно 40 величиной констант критериев, хранящихся в ПЗУ 17 и 18.

Устройство работает следующим образом.

Блок 3 через магистраль 5 прини- 45 мает значение Физических величин с цифровых измерителей, активизирует группу 11 входов 12 и по магистрали

8 передает их в блок 1. Блок 1 обрабатывает данные с измерителей, вы- 50 числяет текущее значение физической величины, являющейся параметрои эксперимента и передает в блок 2 для выдачи через магистраль КОП 15 на устройство регистрации. Затем блок t вы" 55 дает на магистраль 7 адреса адрес, старшие три разряда которого дешифрирую-.ся селектором адреса 16, активиэи.:>ул выходы 2"-27 селектора 16 ад08 6 реса, а остальные разряды адреса выбирают из ПЗУ 17 значение константы, соответствующей требованиям данного Физического эксперимента, после чего блок 1 активизирует линию 10 синхронизации "Запись в периферию" и константа стадии восстановления записывается в регистр 19 критериев блока 4. Далее аналогичным образом блок 1. по магистрали 8 данных записывает вычисленное значение Физической величины в регистр 20 текущих зна чени и блока 4 и затем по магис трали 7 адреса передает адрес, дешифрируя который, селектор адреса 16 активизирует выход 29 селектора адреса 16 "Разрешение", включая этим триггер 24„ стробирующий управление ключом 23. Выход компаратора 21

"Больше" активен как в начальный момент времени проведения эксперимента, так и в течение времени, пока константа в регистре 19 не сравняется с текущим значением в регистре

20, а следовательно, в это время ключ

23 воздействия управляющим Фактором включен и линия 14 активна. Стадия воздействия на объект продолжается до тех пор, пока константа стадии восстановления не сравняется с текущим значениеи физической величины.

В этом момент на выходе "Равно" компаратора 21 и соответственно на линии, связанной с входом 13, появляется активный сигнал "Запрос прерывания", а ключ 23 выключается вне зависимости от состояния выхода 29 се" лектора адреса 16 и активный сигнал с линии 14 снимается. Ilo сигналу "Запрос прерывания" блок 1 переводит блок 4 в режим анализа и управления стадией релаксации.

l 520408 ющим Фактором происходит в блоке ьь пра ктически асинхронно по отношению к работе остальных блоков, которые в эти моменты времени заняты обработкой и регистрацией параметров Физического эксперимента.

Момент окончания эксперимента определяется блоком 1 по критериям самоf-o эксперимента, когда в: блоке 4 появляется на входе 13 активный сигнал

3В пРОс ПР GPbfBB ниЯ ф

Примером реализации устройства может быть использование его для осуществления способа исследования ради" 15 ационной стойкости оптически прозрачных соед при использовании в качестGG воздействующего фактора иcточника ионизирующего излучения-циклотрона.

При этом снимается зависимость Отно" сительного коэффициента наведенного поглощения от реального времени при импульснОм ВОздействии источника иО низирующегО излучения В качестве цифровых измерителей Физических вели- рс чин использовались АЦП амплитуды светового сигнала и счетчик дозы ионизирующего излучения, В качестве ФизическОГО объекта взят Оптически про зрачнь::и материал& на котором право" ЗО дится ряд последовательных циклов

Облучения и восстановления с регистрацией относительного коэффициента

НаВЕДЕННОГО ПОГЛОЩЕНИЯ (K Нп ) ь ПОГЛО щеннОй дОзы N реальнОГО времени экс перимента, причем длительность фаз

Облучения и восстанОвления изменяется в зависимости от заданных критериев обоих стадий. Такими критерия" ми являются в фазе облучения приращение относительного коэффициента на" веденного поглощениЯ (лкн„j, а Фазе восстановления скорость Йзменения Относительного коэффициента наведенно"

dK o поглощения ("- ) . Эксперимент

< К:нn оканчивается когда --- становилась ь dt меньше заранее заданного значения Е .

Йзобретение при использовании ef"o

ДЛЯ ОСУЩЕСтвЛЕНИЯ СПосОба.исследОВа" ния радиациОннОй стОЙкости Оптически прОзрачных cpGp .пОзвОлит сОкратить время проведения эксперимента по обМучению с одновременным увеличением

Обьема снимаемой информации.

Формула и зобрет ения

Устройство для исследования харак" теристик Физического эксперимента, содержащее блок ми кропроцессорнсго правления, блок сопряжения с измерителями, канал общего пользования, подключенный через магистраль к блоку связи, причем выходная шина адреса блока микропроцессорного управления соединена как с входной шиной адреса блока сопряжения с измерителями, так и с входной ши ной адреса блока с вязи, двунаправленная шина данных блока микропроцессорного управления, блока сопряжения с измерителями и блока связи соединена с магистралью данных микропроцессорной шины, группа выходов блока микропроцессорного управления соединена с группой входов блока сопряжения с измерителями, группой входов блока связи и двумя линиями синхронизации, группа выходов блока связи соединена с группо" входов управления прерывания блока микропроцессорного управления, о т л и ч а ю щ G е с я тем, что, с цепью повышения быстродействия и увеличения информативности съема характеристик физического эксперимента путем разделения функций обработки и вычисления значений и Функции анализа критериев и управления воздейСтВУЮЩИМ фаКтОРОМь В НЕГО ВВЕДЕНЫ блок анализа и управления, входная шина адреса которого соединена с ма" гистралью адреса внутренней микропроцессорной шины, двунаправленная шина данных блока анализа и управления соединена с магистралью данных, вход блока анализа и управления соединен с линией синхронизации микро" процессорной шины, первый выход блока анализа и управления соединен с линией управления воздействующим

Фактором, а второй выход соединен с группой входов управления прерывания блока микропроцессорного управления, причем блок анализа и управления состоит из постоянного заломинающего устройства критериев воздействия на Обьекть постоянного запоминающего устройства критериев релак" сации, селектора адреса, регистра критepNGG, регистра расчетных значений, кампаратора, RS-триггера, weмента И, ключа, причем адресные входы постоянного запоминающего устройства критериев воздействия наобъект, постоянного запоминающего устройства критериев релаксации и селвктора адреса соединены с магистралью ад"

9 152040 реса микропроцессорной шины, а первый и второй выходы селектора адреса соединены с первыми входами соответственно постоянного запоминающего устройства критериев воздействия на объект и постоянного запоминающего устройства критериев релаксации, третий и четвертый выходы селектора адреса соединены соответственно с первыми входами. регистров критериев и расчетных значений, выходы постоянного запоминающего устройства критериев воздействия на объект и постоянного запоминающего устройства критериев релаксации объединены между собой и соединены с информационными входами регистра критериев, второй вход которого соединен с линией синхронизации микропроцессорной шины и вторым входом реги8 10 стра расчетных значений, информационные входы которого соединены с магистралью данных микропроцессорной шины, выходы регистра критериев и регистра расчетных значений соединены соответственно с первой и второй группами входов сравнения компаратора, первый выход которого соединен с первым входом элемента И, второй вход элемента И соединен с выходом триг" гера, S- u R-входы крторого соединены соответственно с пятым и шестым выходами селектора адреса, а выход элемента И соединен с управляющим входом ключа, выход которого является первым выходом блока анализа и управления, а вторым его выходом является второй выход компаратора.

1520403

1520408 значеное аиплопцды с/юиМага лтбозы-нахааленнуа дозу оонизируюпередаеп их Ю 6W екущее жа еае относительном иазрЮ ГШ2ЛОЩВНУЯ ВК НП ИЛУ СКОДОСГПО

8 3060СИКОСЯО ОЮ7 СГП0600 ЗКСЛЯЭ0а рункцаа бремени иа уетрайстЬо

& У запосыдаев Ф 8/3 eons1 1- есло зто слюня о&ужg0

%630 айуюяи

Щнл=тт1f

А

ЮЮ

ПДОбЛВЯИЯ УСОЧНУКОЯ ЯЛЦЧИНУЯ ®" м ел

ЮЮ дССАМ

ЛГПИ вЂ” =ЛИФ

dEjH7l б7