Измерительно-вычислительное устройство для определения параметров быстропеременных и пульсирующих потоков жидкостей

Измерительно-вычислительное устройство для определения параметров быстропеременных и пульсирующих потоков жидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП И ИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 452001 (61) Зависимое от авт. свидетельства— (51) М. Кл. С 06f 15/46 (22) Заявлено 22. 06. 71 (21) 1673185/18-24 с присоединением заявки N— (32) Приоритет—

Опубликовано 30.11.74 Бюллетень № 44

Дата опубликования описания l.O4.75

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытой (53) УДК 681. 32(088. 81

Ю. П. Игнатьев, В. А. Рогожин, В. В. Кротов, Г. М. Шмулевич и

Т. А. Кузьминых (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ

БЫСТРОПЕРЕМЕННЫХ И ПУЛЬСИРУЮШИХ ПОТОКОВ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к области автоматики, вычислительной и контрольно-измерительной техники и предназначается для автоматизации измерения и анализа параметров нестационарных потоков жидкости и газа.

Устройство может быть использовано для измерения теплофизических параметров процесса в стационарных и переходных режимах

Известна автоматизированная система аналогичного назначения, содержащая датчи ки-преобразователи неэлектрических величин в электрические эквиваленты, коммутатор параметров, устройства преобразования непрерывных электрических величин В кодкариф. метическое устройство, устройство управлет= ния оперативное и долговременное запоминающие устройства типовых н специальных программ, устройства текущего времени и временных интервалов, устройства ввода и вывода информации, пульт управления.

В процессе определения параметров быстропеременных и пульсирующих расходов ,жидкостей требуется проведение измерения параметров потока в реальном масштабе времени, максимальное быстродействие для

2 снятия переходных характеристик парамет ров быстропеременных расходов.

В известной системе задача измерения параметров с привязкой к текущему времени может быть решена по индивидуальным прог ,раммам, предусматривающим последователь . ! ное измерение параметра и измерение текущего времени по командам. Причем из-эа .того, что каждая команда программы имеет типовые этапы: чтение команды, анализ ее ,модификации, формирование адресов, выполнение операции, запись результата и, сле1довательно, ограниченное быстродействие, возникает дополнительная погрешность изме рения параметров в реальном масштабе времени. Громоздкость таких индивидуальных программ также снижает быстродействие"

Кроме того.в известной системе не учтены особенности определения параметров быстропеременных и пульсирующих потоков: каждое измерение параметра должно быть привязано к текущему времени в момент измерения для снятия переходных характери, стик параметров необходимо циклическое измерение с автоматическим заданием кодействия измерения параметров, представленных в виде. частоты переменного напряжения за счет автоматического изменения количества измеряемых периодов частоты; упростить схему. преобразователя частоты йс и временных интервалов в код испольэова; нием сумматора арифметического устройства в качестве счетчика импульсов с генератора для формирования эквивалентного двоичного кода.

На чертеже показана блок-схема пред"лагаемого измерительно-вычислительного

1 устройства.

15 Устройствр содержит генератор 1 опорных импульсов, схему 2 выдачи кодов в арифметическое устройство, коммутатор 3, .преобразователь 4 напряжения в код, реустроиства через вторую схему И, второй гист 5 текстовой индикации, пульт 6 упвход которой подк ючен к выходу генерато- гистр 5 тек авления фо мирователь 7 временных инра опорных импульсов. Выход арифметиче- 20 равления фор р те валов, делитель 8 частоты, схему "И" 9Ä ского устройства соединен с входом местно- тервалов де блок 10 текущего времени, регистр 11 коммутатора 3, схему 12 приемов кода, регистр 13 цифровой индикации, местное устойство 14 управления, счетчик 15 измеряподключен к це тра ьному устройс ву управ 25 ройство емых периодов, схему "И" 16, блок 17 оперативной памяти, арифметическое устройство 18, блок 19 ввода и вывода, блок 20 долговременной памяти, центральное устрой30 ство 21 управления и датчики 22. Устройство включает также печатающее устройстления, выход которого соединен с входом местного устройства управления. Выход мево, счетчик команд, перфорируюшее устрой» ство, регистр команд и фотосчитывающее

;устройство (на чертеже не показаны).

И змерительно-вычислительное устройство

) работает следующим образом.

В блоках 20 и 17 заранее записывают общую программу определения и анализа параметров потока. Запись программы в блоке 17 производит фотосчитываюшее устройство через блок 19 и арифметическое устройство 18. стояииого тока, частоты иеремеииого напряжеиия, частоты следования импульсов с одновременной регистрацией текущего време* ни, соогветствующего моменту измерения; циклическое измерение с автоматическим изменением количества циклов измерения без повторения типовых этапов выполие ния команд; увеличение точности и быстроличества циклов. Количество циклов измерения для разных параметров может быть различным.

Предлагаемое измерительно-вычислительное устройство дополнительно содержит ген нератор опорных импульсов, делитель частоты, схему выдачи кодов в арифметическое устройство, регистр текстовой индикации, счетчик измеряемых периодов, регистр коммутатора, схему приема кодов, схемы "И", местное устройство управления, блок текущего времени, Выход коммутатора через формирователь временных интервалов и сх му "И подключен к входу счетчика измеряемых периодов, второй вход схемы И" соединен с выходом местного устройства управления. Выход сч етчика и змеряе мых пе риодов подключен к входу арифметического

Р Р стного устройства управления соединен соответственно с входами преобразователя напряжения в код, регистров цифровой и текстовой индикации и схемы выдачи кодов в арифметическое устройство, другие входы которой соединены соответственно с выходами преобразователя напряжения в код, делителя частоты и блока текущего времени. Вход делителя частоты соединен с выходом генератора опорных импульсов, выход схемы выдачи кодов в арифметическое устройство с входом арифметического устпойства, выход которого через схему приема кодов соединен со входами регистров цифровой и текстовой индикации. Выходы регистров цифровой и текстовой индикации соединены с входами пульта управления.

Такое выполнение схемы измерительновычислительного устройства позволяет осуществить измерение электрических сигналов, представленных в виде напряжения поИзменение программы в блоке 20 осуцествляется заменой его заранее прошитых сассет. В микропрограммной части блока 20i поранится последовательность микроопереций

;пециальных команд измерения параметра, + тиклического измерения, регистрации текуцего времени и выдержки времени, текстовой и цифровой индикации, а также последозательность микроопераций обычных команд математического обеспечения измерительнзйй вычислительного устройства.. При необходимости до начала работы может быть прове дена корректировка программы, исходных

452001 данных, самопроверка устройс тва по программам текстов.

В процессе работы устройство решает следующие основные задачи ввод программы; автоматическое управление ходом программы в реальном масштабе времени; в соответствии с программой автоматическое управление измерением, регистрацией пара;метров; оперативная индикация в цифровой и текстовой форме о ходе контроля па-,>о раметров потока, математическая и логическая обработка результатов измерения с учетом нелинейности тарировочных характеристик датчиков, преобразователей, приведения результатов измерения к физическо- у му масштабу, вычисления поправок в зависимости от изменения внешних условий, определение экстремальных значений парамет ров расхода, вычисление взаимосвяЬанных непосредственно незамеряемых параметров. ц

Общим для большинства этих задач является измерение величины сигнала, по. ступающего от датчика 22 (первичного преобразователя) по выбранному каналу коммутатора 3. Для этого расшифровка очеред- рд ной команды осуществляется микропрограммной частью блока 20 и на выходе устройства 21 формируется последовательность микроопераций той или иной команды. Причем последовательность. микроопераций 30 специальных команд передается на устройство 14, которое обеспечивает выполнение этих команд.

Для команды "измерение параметра"его номер передается через схему 12 в peru

22 поступает на преобразователь 4, далее через схему 2 в арифметическое устройство 18 или на формирователь 7 для параметров в виде частоты напряжения. . 45

Предварительно из фиксированной ячейки блока 17 через схему приема кодов в счетчик 15 заносится соответствующий обратный код числа измеряемых периодов.

В момент начала измерения местное уст- р ройство управления открывает схему "И 9, и последовательность импульсов, соответствующих переходу напряжения частоты через нуль, поступает на вход счетчика 15. Одновременно открывается схема И" 16> и у последовательность импульсов с генератора

1 подается на вход сумматора арифметического устройства, выполняющего временно функции преобразователя частоты напряжения в код.

В момент переполнения счетчика 15 схемы "И 9 и 16 закрываются, эквивалентный частоте двоичный код записывается с сумматора 18 в блок 17. С выхода устройства 10 код текущего времени, соответствующий моменту измерения, через схему 2 поступает в арифметическое устройство 18. Далее устройство 14 отключается, а устройство 21 завершает выполнение типовых этапов данной команды— запись результата и обеспечивает выполнение следующей команды.

Автоматическое изменение содержимого счетчика 15 позволяет увеличить точность измерения при увеличении числа измеряемых периодов или увеличить быстродействие при уменьшении числа измеряемых периодов, т. е. позволяет увеличить точность и быстродействие измерения в зависимости от поведения параметров.

Для команды циклическое измерение ее типовые этапы — чтение команды, анализ модификации формирование адресов — выполняет устройство 21, а для выполнения заданного числа измерений, записи результата и регистрации текущего времени подключается устройство 14. Это устройство в зависимости от номера параметра подключает выход коммутатора 3 к преобразователю 4, вырабатывает импульс начала преоб разования, а по импульсу конец преобразования передает эквивалентный двоичный код преобразователя 4 через схему 2 в арифметическое устройство 18, записывает в блоке 17 по адресу команды, увеличивает адрес на единицу, если количество циклов измерений не закончено, повторяет следующее измерение..Запись результата в блоке оператнв ной памяти происходит без повторения типовых

;этапов команды. При записи в блоке 17 последнего измерения из числа требуемых

:устройство 14 передает значение текущего времени через схему 2 в арифметическое устройство 18 и в блок 17.

Если выход коммутатора 3 подключается к формирователю 7, устройство 14 перед каждым измерением в цикле измерения восстанавливает содержимое счетчика 15 с сумматора арифметического /устройства 1 8 эквивалентный двоичный код измеряемой частоты записывается в блоке 17 и регистрируется текущее время в момент последнего измерения цикла. После математической и логической обработки полученной информации результаты выдаются на печать, перфорацию, цифровую или текстовую

452(N 1

Измерительно-вычислитепьное устройство дпя определения параметров быстроперемен.ных и пульсирующих потоков жидкостей, со- 15 держащее датчики, соединенные с коммутатором, выход которого подключен к входу преобразователя напряжения в код, формирователь временных интервалов, пульт управления, арифметическое устройство, входы рй которого соединены с выходами блока оперативной памяти и блока долговременной памяти, входы которых соединены с выходами центрального устройства управления, блок вводаивывода, от лич аю шее- 25 с а тем, что, с целью повышения точности и быстродействия устройства, оно дополнительно содержит генератор опорных импульсов, делитель частоты, схему выдачи кодов а арифметическое устройство, регистр тек- 30 стовой индикации, счетчик измеряемых периодов, регистр комму гатора, схему приема кодов, схемы "И", местное устройство управления, блок текущего времени, выход индикацию .в соответствии с общим алгоритмом программы.

Регистр 5 текстовой индикации обеспечивает высвечивание на пульте 6 управления текстовых пояснений, а регистр 15 цифровой индикации — вывод на цифровую индикацию пульта управления результатов замера. и номера контролируемого параметра потока. (1 р е д м е и з о б р е т е. и я коммутатора через формирователь временными интервалов и схему "И" подключен . к входу счетчика измеряемых периодов, второй вход схемы И соединен с выходом местного устройства управления, выход счетчика измеряемых периодов подключен к входу арифметического устройства через вторую схему "И", второй вход которой подключен к выходу генератора опорных

1О импульсов, выход арифметического устройст ва соединен с входом местного устройства управления, выход которого соединен с вхо дом счетчика измеряемых периодов, выход блока долговременной памяти подключен к центральному устройству управления, выход которого соединен с входом местного устройства управления, выход местного уст. ройства управления соединен соответственно с входами преобразователя напряжения в код, регистров цифровой и текстовой индикации и схемы выдачи кодов в арифметическое устройство, другие входы которой соединены соответственно с выходами пре образователя напряжения в код, делителя частоты и блока текущего времени, вход делителя частоты соединен с выходом . генератора опорных импульсов; выход схемы выдачи кодов в арифметическое устройство соединен с входом арифметического устройства, выход которого через схему приема кодов соединен с входами регистров цифровой и текстовой индикации, выходы регистров цифровой и текстовой индикации соединены с входами пульта управления.

452001

Изд. Nh + Тираж

Заказ gg$

Подписное

1\! Il 11)1П! осударл венного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 1!3035, Раушская наб., 4! lредиpрятиe «!! атент», Москва, Г-59, Бережковская наб., 24

1 едак гор T. Рыболова fexPei< г р гбдггко КоРРектоРы: