Устройство для обработки измеритель-ной информации

Устройство для обработки измеритель-ной информации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик . (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 070778 (21) 2640464/18-24 рцм. к .3

G 06 F 15/20

6 06 Г 15/46 с присоединением заявки Но

6 (23) Приоритет 11. 05. 75

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 23.02.81.Бюллетень Но 7 (53) УДК 661.14 (0SS.8) Дата опубликования описания 230281

Я у

" с("®ЗИ g

Ц Цятщ,д пй нццо,, „ лиотц<„ (72) Авторы изобретения

Н.М. Грибков, Л.A. Куренков, В.В. Мымрико

A.A. Гаришин, О.П. Босый и Й.Ю. Довбенко (71) 3а яв итель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ

ИНФОРМАЦИИ

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для обработки измерительной информации, получаемой при помощи различного типа датчиков с индивидуальными тарировочными характерис-. тиками.

Известны устройства для обработки измерительной информации, в которых выполняется функция обработки измерительной информации, но не решается задача учета нелинейности тарировочных характеристик датчиков. (1).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее коммутатор датчиков, аналого-цифровой преобразователь, арифметическое устройство, устройство хранения и считывания кодов приращений выходных характеристик датчиков, управляемый генератор пачек импульсов и счетчик, причем . выход устройства считывания соединен с входом арифметического устройства, а выход арифметического устройства связан с управляемым генератором пачек импульсов и счетчиком (21.

Недостатком устройства является то, что для получения результата измерения требуется большое время, связанное с необходимостью последовательного суммирования кодов приращений всех участков характеристики, начиная с первого. Точность получения результатов измерения определяется величиной шага дискретности и ее повышение связано с необходимостью уменьшения шага, что в свою очередь увеличивает затраты времени на получение результатов измерения °

Целью изобретения является повышение быстродействия и точности обработки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для обработки измерительной информации, содержащее блок управления последовательно сое2р диненные датчики, коммутатор датчиков, аналого-цифровой преобразователь, блок записи-воспроизведения, а также последовательно соединенные блок хранения коэффициентов аппрок25 симации тарировочных характеристик датчиков, арифметический блок, блок управления и блок регистрации, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, другой

3р выход которого связан с арифметичес807311

40 ким блоком, введены блок дешифрации номера участка обработки, комму атор опроса, узла хранения номеров каналов, узел хранения номеров каналов, счетчик текущего номера канала, буферный накопитель, коммутатор onроса буферного накопителя, элемент сравнения, первый вход которого через счетчик текущего номера канала, соединен с синхронизирующим выходом блока записи-воспроизведения, входом коммутатора опроса буферного накопи10 теля и входом коммутатора опроса узла хранения номеров каналов, первый выход которого подключен к адресному входу буферного накопителя, а второй выход — к управляющему вхо-. 15 ду узла хранения номеров каналов, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, а информационный вход — с выходом загрузки номеров канала блока управления, 2О причем выход элемента сравнения связан со вторым управляющим входом сравнения буферного накопителя, вход опроса и информационный входы которого соединены соответственно с первым выходом коммутатора опроса буферного накопителя и с информационHbM выходом блока записи-воспроизведения, а выход подсоединен ко второму входу арифметического блока и входу номера участка обработки блока дешифрации номера участка обработки, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно со вторым выходом коммутатора опроса буферного накопителя и выходом сигнала запрета блока управления, а выход связан со входом блока хранения коэффициентов аппроксимации .тарировочных характеристик датчиков.

На фиг. 1 представлена блок-схе- 40 ма устройства для обработки измерительной информации; на фиг. 2 — тарировочная характеристика датчика., Устройство содержит датчики 1, блок 2 .коммутации датчиков, аналогоцифровой преобразователь 3," блок 4 записи-воспроизведения, блок 5 выбора каналов, блок б дешифрации номера участка обработки, блок 7 хранения коэффициентов аппроксимации тарировочных характеристик датчиков, арифметический блок 8, регистрирующий блок 9, блок 10 управления.

Блок 5 выбора каналов содержит счетчик 11 текущего номера канала, узел 12 хранения номеров каналов, элемент 13 сравнения, коммутатор 14 опроса узла хранения номеров каналов, коммутатор 15 опроса буферного накопителя, буферный накопитель 16.

Кусочно-линейная аппроксимация тарировочной характеристики датчика (= f(x), где х — измеряемый параметр, производится путем деления характеристики на п равных

Участков обработки и проэедения anl проксимирующей прямой, соединяющей, крайние точки характеристики. Значение параметра определяется по формуле (° =Ч +КМ +8 (N. ), (1)

1 0 где Уо — постоянный коэффициент

К вЂ” тангенс наклона аппроксимирующей прямой;

И. — текущее значение измерительного кода где д, д.; — величины отклонений тарировочной характеристики от аппроксимирующей прямой на границах

i-ro участка.

Число участков обработки и определяется требуемой точностью учета нелинейности тарировочной характеристики датчика и, с целью простоты реализации выбора участка обработки, принимается из ряда чисел кратных 2; при этом номер участка, которому принадлежит код и, определяется кодом, содержащимся в m-старших разрядах измерительного кода М .

Число старших разрядов m определяется, где m = log и.

Таким образом, тарировочная характеристика датчика при ее разбиении на и участков может быть представле-на коэффициентами К, (о,д о... d .

В расчете значения параметра по произведенному алгоритму из всех коэффициентов Оp ... сГ участвуют только дваД „ и Cf- где 1 — номер участка обработки, которому принадлежит текущее значение измерительного кода.

Код коэффициента а определяется путем выделения (N - m) младших разрядов кода N >.

Код коэффициента в является дополнением кода а.

Устройство работает следующим образом.

Перед обработкой каждой новой группы параметров от устройства 10 управления.производится загрузка в узел

12 хранения номеров каналов очередной группы номеров каналов, подлежащих обработке.

Коэффициенты аппроксимации тарировочных характеристик датчиков Уо, К, 00 . ...Д и рассчитываются перед обработкой на основании паспортных данных датчиков и вводятся в блок 7 хранения коэффициентов.

Сигналы от датчиков 1 через коммутатор 2 поступают на вход аналогоцифрового преобразавателя 3. Сигналы с выхода преобразователя 3 в виде двоичных измерительных кодов параметров поступают на блок 4 записи-воопроизведения, где записываются на магнитный носитель и пере807311 даются совместно с синхронизирующими сигналами на вход блока 5 выбора.

Выбор информации осуществляется следующим образом.

Измерительный код с выхода блока 4 записи-воспроизведения посту1пает на информационный вход буферного накопителя 16, а соответствующие синхронизирующие сигналы поступают на вход счетчика 11 текущего номера канала, на вход коммутатора

14 опроса узла хранения кодов номеров каналов и на вход коммутатора

15 опроса буферного накопителя.

Счетчик 11 изменяет свое состояние и обеспечивает формирование и передачу очередного текущего номера канала, соответствующего. текущему измерительному коду, на первый вход элемента 13 сравнения, на второй вход которого от узла 12 хранения номеров каналов передаются коды номеров каналов, заданных для выбора.

Опрос узла 12 хранения осуществляется сигналами, поступающими от коммутатора 14 опроса. При этомв интервале времени между двумя последовательно переданными измерительными кодами коммутатор 14 опроса обеспечивает считывание всех заданных кодов номеров. каналов, которые сравниваются элементом 13 сравнения с текущим кодом номера канала, сформированным счетчиком 11..

При сравнении текущего номера канала с заданным на выходе элемента

13 сравнения формируется сигнал признак выбора, по которому измерительный код, соответствующий выб- ранному каналу, записывается в буферный накопитель 16 по адресу, поступающему с выхода коммутатора 14 оп- роса.

Объем буферного накопителя 16 определяется числом каналов, выбираемых на обработку.

Считывание буферного накопителя осуществляется последовательно сигналами с выхода коммутатора 15 опроса буферного накопителя.

Период опроса буферного накопителя при считывании выбирается иэ учета производительности обработки и соответствует времени преобразования измерительного кода в арифметическом блоке 8.

С выхода буферного накопителя 16 измерительный код передается на арифметический блок 8, причем m старших разрядов измерительного кода в качестве кода номера участка обработки поступают на вход блока 6 дешифрации номера участка. обработки.

Одновременно на вход блока 6 дешифрации поступают сигналы с выхода коммутатора 15 опроса буферного накопителя.

Блок 6 дешифрации содержит дешифраторы на m входов и и выходов. Число дешифраторов определяется числом одновременно обрабатываемых каналов.

Каждый из дешифраторов обеспечивает опрос группы ячеек блока 7 хранения коэффициентов аппроксимации тарировочных характеристик, в которых хранятся коэффициенты У, К, Оо, ...,Д данного канала.

При поступлении сигнала от коммутатора 15 опроса буферного накопителя производится выбор соответствующего дешифратора, на одном из выходов которого, в соответствии с принятым кодом номера участка обработки, 15 формируется сигнал опроса блока 7 хранения коэффициента аппроксимации тарировочных характеристик ° Сигнал опроса поступает на блок 7 хранения и обеспечивает считывание коэффици2О ентов Уо и К, соответствующих данному каналу, и коэффициентов Д1 и д„ соответствующих участку обработ-ки измерительного кода N

С целью ускорения процесса обработки в арифметическом блоке 8 коэффициенты Уо, К д „и д из блока 7 хранения считываются параллельно.

В устройстве может быть выбран режим, когда обработка информации производится при значениях К = 1, У„= О, d 0 и сГ„ = О. В данном случае от блока 10 управления на вход блока 6 дешифратора поступает сигнал, который запрещает опрос блока 7 хранения коэффициентов аппрокси-. мации, а на вход арифметического блока 8 передается коэффициент К = 1.

В результате выбора канала и учас- тка обработки на вход арифметического блока 8 передаются выбранный измерительный код от блока 5 выбора и соответствующие коэффициенты от блока 7 хранения °

В арифметическом блоке 8 формируются коэффициенты а и в и осуществляется преобразование измерительного кода в соответствии с выше приведенным выражением (1).

Преобразованное значение измерительного кода У„. поступает на блок регистрации (найример, графический. регистратор) с целью документирования.

Введение блока выбора каналов и блока дешифрации номера участка обработки позволяет получить высокую скорость и точность обработки кодов измерительных параметров.

Испытания показали, что устройство для различных типов датчиков, имеющих нелинейность тарировочнйх характеристик до 10Ъ, обеспечивает обработку с погрешностью до 0,5% при . информативности обработки 3 5 тысяч измерений в секунду и при информативности входного потока 14 тысяч измерений в секунду.

807311

Формула изобретения

Устройство для обработки измерительной информации,-содержащее блок управления, последовательно соединенные датчики, коммутатор датчиков, аналого-цифровой. преобразователь, блок записи-воспроизведения, а также последовательно соединенные блок хранения коэффициентов аппроксимации тарировочных характеристик дат:чиков, арифметический блок, и.блок регистрации, управляющий вход которого соединен с выходом блока управления, другой выход которого связан с арифметическим блоком, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, оно содержит блок дешифрации номера участка обработки, коммутатор опроса узла хранения номеров каналов, узел хранения номеров каналов, счет- 20 чик текущего номера канала, буферный накопитель,, коммутатор опроса буферного накопителя, элемент сравнения, первый вход которого через счетчик текущего номера канала соединен с синхронизирующим выходом блока записи-воспроизведения, входом коммутатора опроса буферного накопителя и входом коммутатора опроса узла хранения номеров каналов, первый выход которого подключен к адресному входу буферного накопителя, а второй выход — к управляющему входу узла хранения номеров каналов, выход которого соединен со вторым входом элемента сравнения, а инфор-. мационный, вход — с выходом загрузки номеров канала блока управления, причем выход элемента сравнения связан со вторым управляющим входом сравнения буферного накопителя, вход опроса и информационный входы которого соединены соответственно с первым выходом коммутатора опроса буферного накопителя и с информационным выходом блока записи-воспроизведения, а выход подсоединен ко второму входу арифметического блока и входу номера участка обработки блока дешифрации номера участка обработки, первый и второй управляющие входы которого соединены соответственно со вторым выходом коммутатора опроса буферного накопителя и с выходом сигнала запрета блока управления, а выход связан со входом блока хранения коэффициентов аппроксимации тарировочных характеристик датчиков.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 283689, кл. G 06 F 15/46, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР

9 251938, кл. G 06 F 15/46, 1969 (прототип) 807311

"i-1 "J "i фиг. 2

Заказ 294/75 Тираж 756, ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород; ул. Проектная, 4

Составитель В. Суббатин

Редактор В. Лазаренко Техред C. Беца Корректор Н. Григорук