Устройство для коррекции иелинейности частотных датчиков

Устройство для коррекции иелинейности частотных датчиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

232609

ОПИСАНИЕ

ИЗО БРЕТ Е Н ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскин

Социалистическив

Республик

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Кл. 421т1з. 11/00

4Ь, 8 02

Заявлено 02.1.1962 (№ 758262/26-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК G 061

G 08с

УД1 53.083.8.088.7 (088.8) Комитет по делам иаооретений и открытий ори Совете Министров

СССР

Опубликовано 11.XI I.1968. Бюллетень ¹ 1 за 1969 г.

Дата опубликования описания 9.1% .1969

AffToPf>I изобрсте1пгя

В. М. Трусов и А. П. Федорова

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕКЦИИ НЕЛИНЕЙНОСТИ

В авиационной, ракетной, судостроительной и приборостроительной отраслях известны устройства для коррекции нелинейности частотных измерительных датчиков, содержащие кварцевый генератор с подключенным к нему делителем на триггерах и счетчик.

Однако эти устройства применили в ограниченном круге частотных датчиков и недостаточно точны.

В предложенном устройстве эти недостатки устранены за счет того, что в нем примене, дешифратор, соединенный через логические элементы «И», подключенные к выходам триг1еIpoB делителя, с логическими элементами

«ИЛИ», формирующими выходные сигналы.

На фиг. 1 дана упрощенная блок-схема описываемого устройства; на фиг. 2 — зависимость переменной во времени частоты, используемой для линеаризации рабочей характеристики датчика; на фиг. 3 — логическая схема делителя; на фиг. 4 — диаграмма получения фиксированных частот на участке линейного аппроксимации; «а фиг. 5 — полная логическая схема описываемого устройства; на фиг. 6 — временные диаграммы.

Устройство содержит частотный измерительный датчик 1 с нелинейной рабочей характеристикой; делитель частоты 2 датчика 1; схему управления 8; делитель частоты 4 кварцевого генератора 6 (в устройстве применен генерапор с изменяющейся во времени частотой следования импульсов при измерении периодов гасfcTbf нелинейного датчика); выходной счетчик 6; схему «11: 7; триггер 8 делителя 1асто5 ты 4; клю iii 9; схему «1IЛII» 10; схему 11 формирования импульсов запуска; схему 12 клапанирования импульсов частотного датчика 1; триггер управления 18; схему «II» 14; ключи 15; дешифратор 16; триггер управления 17;

10 схему 18 записи начального уровня; цифропечатаю цсе устройство 19 и наборное поле 20.

Устройство работает следующим образом.

Сигнал с датчика 1 (см. фиг. 1) поступает на вход делителя 2 частоты датчика, выпол15 пенного на триггерах.

С делителя 2 выдаются временные интсрва;.ы. величина которых нелинейно зависит от вели шны измеряемого датчиком 1 параметра P. 11мпульсы с делителя 2 поступают в схе20 му 8, управляющую работой схемы «II» 7, на вход которой поступают импульсы с переменной во времени частотой следования. формирующиеся в делителе 4 с переменным во Врсмени коэффициентом деления из импульсов

25 генератора 5. С выхода схемы «II» 7 на вход счетчи1 а 6 пОст па1от имп i..льсы, частота сле дования которы.: меняется по закону, обеспе1 ивающсму линейное изменение цифровой информации в счетчике 6 в зависимости от велиЗО 1ины измеряемого параметра P.

232609

Схема «И» 7 служит для клапанирования пгмпульсов, поступающих с переменной частотой следования в счет-шк б. Моменты открытия и закрытия схемы «И» 7 определяются схемой 3 управления.

Устройство позволяет линеаризировать рабочис характеристики датчиков. и имеющие любую функциональную зависимость от величины измеряемого параметра.

Рассмотрим линеаризацию рабо ей характеристики вида F=Fp V1+КР; где F — частота датчика;

F,— частота дат!ика при Р=О;

Р— вел..чина измеряемого параметра;

К вЂ” коэффициент, зависящий от конструкции датчика.

Для линсаризации приведенной характеристики датчика частота на выходе делителя 4 должна меняться по закону

1 ! () — !, где - =(Т,— Тг );

T, = —; Тг

1 1

f Î F гг — коэффициент деления делителя 2.

Задача получения с высокой степенью точности непрерывной фучгкциональной зависимости f(t) (см. фиг. 2) технически сложна, поэтому на выходе делителя 4 вместо нспрерывной функции f ® вырабатывается ступенчатая (дискретная) функция F, (г), принимающая фиксированные значения частоты B определенные интервалы времени (С=1, 2, ..., 16).

Фиг. 3 и 4 поясняют работу делителя, причем для упрощения делитель на фиг. 3 показан семиразрядным.

Импульсы с генератора 5 поступают на цепочку триггеров 8, соединенных по счетной схеме. С выходов триггеров 8, противоположных счетным, импульсы поступают через схемы «И» 9 в схему «ИЛИ» 10.

На фиг. 4 в верхней части представлены разнесенные во времени равномерные последовательности импульсов с выходов триггеров, про.тивоположньл счетным. 1-1а выходе схемы

«ИЛ11» 10 имеется последовательность импульсов, представляющая собой сумму исходных равномерных последовательностей 1р

2

2Р—, 3p — —,..., прошедших через ключи 9.

f, f

В нижней части фиг. 4 графически изобрахкена ломанными линиями а, b, с информация на счетчике 6 в случае поступления на его вход импульсов со схемы «ИЛИ» 10 при управляющих сигналах 1111111; 1000000;

0101101 и 0011011, характеризующих состояние ключей 9. Число импульсов, поступающих с генератора 5, ооозначено через V,, и число импульсов на вьлоде схемы «ИЛИ» 10 обозначено через У . Следует отметить, что пр» управляющем сигнале 1111111 Л,=N, 10

Выходная последовательнссть импульсов со схемы «ИЛИ» 10 получается неравномерной.

Лналитически максимальная ошибка неравномерности определяется с точностью до третьего знака выражением

3m -1- f m3X

18

Т„„ где ггг — число триггеров 8 в делителе 4, у:IHcTвующих в формировании частот;

Т„, — период исходной равномерной последовательностии ген ер а тор а 5.

На фиг. 5 приведена полная логическая cveма линсаризации рабочих характеристик частотных датчиков, временные диаграммы которой представлены на фиг. 6, где основные командные импульсы А, Б, В условно изображены на одной оси фиг. б,а.

Импульс пуска (см. фиг. 5) поступает на схему 11 формирования и через нее импульс А (см. фиг. б,а) приводит все элементы в исходI.oå состояние и открывает схему 12 датчика 1.

Первый импульс Б с датчика 1, прошедший схему 12, опрокидывает триггер 18 и открывает тем самым схему «И» 14.

На семнадцатиразрядную цепочку триггеров 8 í-чинают поступать импульсы с генерагора 5.

В цепочку триггеров 8 предварительно записано при помощи ключей 15 такое число, которос обеспечивает переполнение счетчика на триггерах 8 через время t=nTp после импульса Б.

Первые 10 разрядов цепочки триггеров 8 являются разрядами счетчика делителя 4. Сигналы с этих разрядов через ключи 9 поступают на схему «ИЛИ» 10.

С одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого разрядов цепочки триггеров 8 сигналы поступают на управление дешифратором 16, который разбивает интервал времени T,„(ñì. фиг. б,б) на 16 pBBHblx участков и при помощи наборного поля 20, представляющего совокупность схем «ИЛИ» и схем «И» 9, обеспечивает прохождение комбинаций импульсов с первых 10 разрядов цепочки триггеров 8 на схему «ИЛИ» (образуя на каждом из 16 интервалов требуемые для линеаризации частоты (см. фиг. б,г).

Частоты, выдаваемые схемой «ИЛИ» 10 втечение времени до момента nTp- „, не являются рабочими и на фиг. б,г не показаны.

Через время г=ггТР,. от момента возникновения импульса Б на вьлоде делителя 2 появляется импульс В, который опрокидывает управляющии триггер 17 (см. фиг. 6,8) и открывает схему «И» 7, с выхода которой на вход счетчика б поступают импульсы с переменной частотой следования, меняющейся по закону, набираемому дешифратором 16» набсрным полем 20 и обеспечивающему линеаризац»ю рабочей характеристики датчика 1.

С выхода схемы «И» 7 импульсы (см. рис. б,e) поступают на счетчик б . в который

232609 нако может быть применено и при линеаризации «по частоте».

Предмет изобретения

Устройство для коррекции нелинейности частотных датчиков, coltержащее кварцевый генератор с подключенным к нему делителем на триггерах и счетчик, включенный на выходе делителя, отличающееся тем, что, с целью по10 вышения точности коррекции и упрощенияхонструкции устройства, в нем применен дешифратор, соединенный через логические элементы «И», подключенные к выходам триггеров делителя, с логическими элементами «ИЛИ», 15 формирующими выходные сигналы.

Уиг. 1

Ô à. 2

20 Ф0 b0 80 100 120 140 1б0 1Ц ЩУ 220

2Ю К с помощью схемы 18 может быть записано постоянное начальное число.

Информация счетчика 6 регистрируется цифропечатающим устройством 19.

С семнадцатого,разряда цепочки триггеров 8 импульс переполнения поступает на схему 11 после чего цикл работы устройства повторяется.

Предложенное устройство позволяет линеаризировать с высокой степенью точности любую функциональную зависимость частоты сигнала измерительного датчика от величины измеряемого параметра. Устройство относится к устройствам линеаризации «по периоду», од! р

2р

Зр фр б бр

7р

232609 а

Составитель А. Г. Иванова

Техред Л. Я. Левина

Редактор Л. А. Утехина

Корректор Л. В. Юшина

Типография, пр. Сап нова, 2

Заказ 432/13 Тираж 427 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Центр, пр. Серова, д. 4