Автогенераторный измеритель

Автогенераторный измеритель

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для измерения различных электрических и неэлектрических величин. Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерений. Устройство содержит образцовый чувствительный элемент 1, измерительный чувствительный элемент 2, ключ 3, автогенератор 4, элементы 5, 6 И, реверсивный счетчик 7, элемент 8 ИЛИ, ключи 9<SB POS="POST">1</SB> ... 9<SB POS="POST">N</SB>, образцовые чувствительные элементы 10<SB POS="POST">1</SB> ... 10<SB POS="POST">N</SB>, делитель 11 с переменным коэффициентом деления, блоки 12, 13 памяти, счетчик 14, распределитель 15 импульсов, элемент 16 ИЛИ, элемент 17 И, одновибратор 18, таймер 19, одновибратор 20, таймер 21, одновибратор 22, триггер 23, ключ 24, триггер 25, элемент 26 И, шину 27 запуска, триггеры 28, 29<SB POS="POST">1</SB> ... 29<SB POS="POST">N</SB>, 30. По окончании цикла в счетчике 14 будет храниться число, соответствующее измеряемой физической величине N<SB POS="POST">изм</SB>=N<SB POS="POST">2</SB>+F<SB POS="POST">изM</SB>-F<SB POS="POST">2</SB>/F<SB POS="POST">1</SB>-F<SB POS="POST">2</SB><SP POS="POST">.</SP>(N<SB POS="POST">1</SB>-N<SB POS="POST">2</SB>), где N<SB POS="POST">1</SB>, N<SB POS="POST">2</SB> - фиксированные значения физической величины

F<SB POS="POST">1</SB>, F<SB POS="POST">2</SB> и F<SB POS="POST">изм</SB> - частоты автогенератора 4, соответствующие первому и второму фиксированным и измеряемому значению физической величины. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ .

РЕСПУБЛИК

А1 (19) (И) цц4 С О1 В 7/00

OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ г г

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPbITHRM

ПРИ ГКНТ СССР

К А BTOPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4310931/24-28 (22) 29.07.87 (46) 23.11.89. Бюл. 11 43 (75) Л.М. Замалин и А.Л. Замалин (53) 621.317.39:531.717(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 463059 кл. С 01 N 27/86, 1975.

Автор с кое с вид ет ельство СССР

1Р 911139, кл. С 01 В 7/12, 1978. (54) АВТОГЕНЕРАТОРНЫИ ИЗМЕРИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к измерительной технике и мокет быть использовано в приборостроении для измерения различных электрических и неэлектрических величин. Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений.

Устройство содержит образцовый чувствительный элемент 1, измерительный чувствительный элемент 2, ключ 3, автогенератор 4, элементы И 5, 6, реверсивный счетчик 7, элемент ИЛИ 8, 2 ключи 9 ...9я, образцовые чувствительные элементы 10„...10я, делитель

11 с переменным коэффициентом деления, блоки 12, 13 памяти, счетчик 14, распределитель 15 импульсов, элемент

ИЛИ 16, элемент И 17, одновибратор

18, таймер 19, одновибратор 20, таймер 21, одновибратор 22, триггер 23, ключ 24, триггер 25, элемент И 26, шину 27 запуска, триггеры 28, 29>...

29h, 30. По окончании цикла в счетчике 14 будет храниться число, соответствующее измеряемой физической

f ам "f q. величине N N + - †" — (N;-N ), г,- ю, 3 где N>, N< - фиксированные значения физической величины; f 1,Еа и f>> частоты автогенератора 4, соответствующие первому и второму фиксированным и измеряемому значению физической величины. 2 ил.

15238

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано в приборостроении для измерения различных электрических и неэлектрических величин.

Цель изобретения — повышение точности и расширение диапазона измерений за счет выбора рациональной блоксхемы устройства. 10

На фиг . 1 представлена блок-схема измерителя; на фиг. 2 — зависимость частоты автогенератора от изменения физической величины.

На фиг. 2 на вертикальной оси от- 15 ложена частота, на горизонтальной значение физической величины, N„ и

N — фиксированные значения физической величины, в которых параметры из,мерительного чувствительного датчика, 20 определяющие частоту автогенератора, равны параметрам соответствующих образцовых чувствительных элементов,Е и

f — частоты автогенератора, соответствующие значениям физической величн- 25 ны соответственно N 1 и Я частота автогенератора, соответствующая измеряемому значению физической величины, N — измеренное значение физической величины. 30

Автогенераторный измеритель содержит образцовый чувствительньгй элемент 1, измерительный чувствительный элемент 2, ключ 3, автогенератор 4, элементы И 5 и 6, реверсивный счетчик 7, элемент ИЛИ 8, ключи 9„— 9„ образцовые чувствит льные элементы

10 - 10д, делитель 11 с переменным коэффициентом деления, блоки 12 и 13 памяти, счетчик 14, распределитель 15 40 импульсов, элемент ИЛИ 16, элемент

И 17, одновибратор 18, таймер 19,одновибратор 20, таймер 21, одновибратор 22, триггер 23, ключ 24, триггер

25, элемент И 26, шину 27 запуска, 45 триггеры 28, 29 — 29» 30.

Выходы измерительного чувствительногоо элемента 2 и образцовых чувствительных элементов 1,101- 10 подключены к входам ключей соответственно

24,3,91- 9,„, выходы которых подключены к входам автогенератора 4.

Измеритель работает следующим образом

Импульс начального запуска по IKHHe

27 запуска поступает на вход распределителя 15 импульсов. Сигнал с первого выхода распределителя 15 импуль93

% сон, поступая на Б-вход триггера 28, устанавливает его в единичное состояние. Сигналом с тригг ера 28 открывается ключ 3, Импул ьс начального запуска, пройдя элемент ИЛИ 16, поступает на вход К триггера 30 и устанавли" вает е1 о в нулевое состояние, Сигналом с триггера 30 ключ 24 закрывается.

К автогенератору 4 подключается образцовый чувствительный элемент 1, Генератор 4 формирует на своем выходе сигнал с частотой f (фиг. 2) ° Предположим, что значение физической величины меньше N . Импульс начального запуска через элемент ИЛИ 16 переводит триггер 23 в единичное состояние, а триггер 25 — в нулевое, элемент

И 17 открыт, а элемент И 26 закрыт, импульс начального запуска включает одновибратор 18. Длительность импульса одновибратора 18 должна быть больше времени включения ключа 3 и выключения ключа 24. Импульсом запуска через элемент ИЛИ 8 сбрасывается s исходное (нулевое) состояние реверсивный счетчик 7, в счетчик 14 записывается число, соответствующее значению величины образцового чувствительного элемента 1- (в данном случае N ).

После окончания импульса на одновибраторе 18 таймер 19 формирует измерительный импульс, который открывает элемент И 5 для прохождения импульсов автогенератора 4. За время его действия в реверсивный счетчик 7 запишется некоторое число, определяемое частотой автогенератора., и длительностью импульса таймера 19. Импульс с выхода таймера 19 поступает íà Rвход триггера 30, ключ 3 отключается.

Ключ 24 включается, к автогенератору подключится измерительный чувствительный элемент 2, а элемент 1 отключится. Генератор выдает сигнал с частотой fя ц (фиг. 2), После окончания импульса через задержку, определяемую длительностью импульса одновибратора

20 (она должна быть больше, чем время включения ключа 24), таймер 21 формирует измерительный импульс, длительность которого равна длительности им- . пульса таймера 19. Этот импульс откроет элемент И 6, а импульсы автогенератора 4 поступают на вычитакшгий вход реверсивного счетчика 7. Так как частота и „,„(1, а длительность импульсов таймеров 19 и 21 одинакова, то число, записанное в счетчик 7 во

5 15238 время действия импупьса таймера 19, сокращается на меньшее число, а импульс переноса на выходе реверсивного счетчика 7 не формируется. Длительность импульсов одновибраторов

18 и 20 выбрана большей, чем время переключения ключей 3 и 24 для того, чтобы дрейфы времени переключений ключей 3 и 24 за счет действия деста- 10 билизирующих факторов не влияли на точность измерений °

После окончания импульса таймера

21 запускается одновибратор 22. Импульсы одновибратора 22 через открытый элемент И 17 поступают на счетный вход распределителя импульсов, через схему ИЛИ 8 этот импульс поступает на реверсивный счетчик 7, устанавливая его в исходное (нулевое) 20 состояние. Распределитель 15 импульсов изменяет состояние. Сигнал на выходной шине элемента 15 изменяет состояние. Сигнал с элемента ИЛИ 16 поступает на К-вход третьего тригге- 25 ра 30, ключ 24 отключается. Сигнал с второго выхода распределителя 15 импульсов поступает на S-вход триггера 29 . Ключ 9 открывается, автогенератор 4 начинает вырабатывать коле- 30 бания с частотой f (фиг. 2), Предположим, что выполняется соотношение ,f < f „ ц (Ы1. Имея две контроль-! ные точки нелинейной функции, можно различными способами аппроксимировать значения этой функции в промежутке ,между контрольными точками.

В предлагаемом устройстве используется кусочно-линейная аппроксимация, которая выполняется по формуле (для участка N<„ NI) 93 6 том 18, запустит таймер 19. Таймер

19 формирует импульс, открывающий элемент И 5. Импульс с элемента ИЛИ 16 предварительно установит в нулевое состояние реверсивный счетчик 7, а импульс с элемента И 17, пройдя элемент ИЛИ 8, — триггер 25 в состояние логического нуля, элемент И 26 закрыт, За время действия импульса таймера 19 в реверсивный счетчик 7 записывается число, определяемое частотой f и длительнОстью 6 ° ПОсле окончания импульса таймера 19 через задержку, определяемую длительностью импульса одновибратора 20, запустится второй таймер 21. Длительность импульсов блоков 19 и 2 1 выбирается одинаковой.

Импульс с выхода блока 19 поступает на К-вход триггера 29 и на S-вход триггера 30. После окончания импульса таймера 19 выключится ключ 9 и включится ключ 24, а к автогенератору 4 подключится измерительный чувствительный элемент 2, образцовый чувствительный элемент 10 отключится.

Генератор 4 формирует сигнал с частотой f . Импульсы автогенератора 4 н м поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 7. Так как f < с fI,>+, а длительность импульсов блоков 19 и

21 одинакова, то в определенный момент на выходе счетчика 7 формируется импульс обратного переноса, поскольку число импульсов, поступивших на вычитающий вход реверсивного счетчика, больше, чем число хранящееся в счетчике, так как f. < c f . Этот импульс установит в единичное состояние триггер 25. Импульсы автогенератора 4 че45 и м (мзм — 4) "

fi -fg

К = — - — -- и — и

N = N + - йЕ---- — (N, - N ). м иьм 4

Сигнал с выходной шины распределителя 15 импульсов поступает на адресные входы блоков 12 и 13 памяти.

На выходе блока 13 зафиксировано число N, а на выходе — число, определяемое по формуле где о - длительность импульса, сформированного блоками 19 — 21.

В счетчике 14 фиксируется число

N „

Сигнал с выхода элемента ИЛИ 16 через задержку, определяемую элеменрез элемент И 26 поступают на вход делителя 11, а импульсы с выхода делителя 11 — на счетный вход счетчика 14.

3а время действия импульса таймера 21 на вход делителя 11 поступит число импульсов N II3M

На счетный вход счетчика 14 поступает число импульсов N (гл ч- а) мм- а

Й 3 (11 -N ) к так как в счетчике 14 хранилось число К, то после окончания импульса

1ЫЗВ З таймера 21 в счетчике 14 хранится число

Формула изобретения

Автогенераторный измеритель, содержащий измерительный чувствительный элемент, образцовый чувствительный элемент, два ключа и автогенератор, выходы измерительного чувствительного элемента и образцового чувствительного элемента подклщчены к сигнальным входам соответственно первого и второго ключа, выходы которых подключены к входу автогенератора, отличающийся тем, что, .с целью повышения точности и расши- 2О рения диапазона измерений,в него введены ll дополнительных образцовых чувствительньм элементов, л дополнительных ключей, четьре триггера, п дополнитепьных триггеров, четыре эле- 25 мента И, два элемента ИЛИ, реверсивный счетчик, делитель с управляемым коэффициентом деления, счетчик, два эапоминаицих блока, распределитель импульсов, три одновибратора, два тай-30 мера и шина запуска, выход автогенератора подключен к первым входам первого и второго элементов И, выходы которых подключены соответютвенно к суммирующему и вычитающему входам ревер35 сивного счетчика, выход которого подключен к S-входу првого триггера и

К-входу второго триггера, выход которого подключен к первому входу третьего элемента И, выход которого подклю- 4< чен к счетному входу распределителя импульсов и первым входам первого и второго элементов ИЛИ, выходы которых подключены соответственно к S-входу счетчика и входу первого одновибрато- 45 ра, выход которого через последовательно включенные первый таймер, второй одновибратор, второй таймер и тре-. тий одновибратор подключен к второму входу третьего элемента И, выход первого триггера подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к счетному входу делителя с управляемым коэффициентом деления, выход которого подключен к счетному входу счетчика, шина запуска подключена к S-входу второго триггера, R-входу распределителя импульсов, второму входу второго элемента

ИЛИ и второму входу первого элемента

ИЛИ, выход которого подключен к R-входам реверсивного счетчика и первого триггера, выход второго элемента И подключен к второму входу четвертого элемента И, выход второго элемента

ИЛИ подключен к К-входу третьего триггера, выход которого подключен к управляющему входу первого ключа, выход первого таймера подключен к S-входу третьего и R-входам четвертого дополнительных триггеров и второму входу первого элемента И, выход второго таймера подключен к второму входу второго элемента И, выходы распределителя импульсов подключены к входам первого н второго запоминающих блоков, выходы которых подключены соответственно к управляющему входу делителя частоты с управляемым коэффициентом деления и входу предустановки счетчика, первый выход распределителя им пульсов подключен к S-входу четвертого триггера, выход которого подключен к управляющему входу второго ключа, остальные выходы распределителя импульсов — к $-входу соответствующего дополнительного триггера, выходы которьм подключены к входу управления соответствующего дополнительного ключа, выходы дополнительных ключей подключены к входу автогенератора, а выходы дополнительньм образцовых чувствительных элементов подключены к сигнальным входам соответствующих дополнительных ключей.

1523893

Редактор И, Шулла

Заказ 7031/4 2 Тирам 683 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Укгород, ул. Гагарина, 10 1 т

Сз

Составитель В. Подолян

Техред М.Дидык Корректор М. Васильева