Устройство для линеаризации харак-теристик частотных датчиков

Устройство для линеаризации харак-теристик частотных датчиков

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Социалистическмк

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<»834725 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 22057Я (21) 2617540/18-24 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет.—

Опубликовано 300581 бюллетень №20

Дата опубликования описания 3005.81 (51)М К, 3

G 06 Х 3/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 68 .34 (088.8) Г.Н.Рахимов, В.P.Òîëîêíîâñêèé, Б.П.Касич, .Э.Штейнберг

P.Ã.ßêóïîâ, В.Я.Хуторянский, Б.З.Стеколь, И.Стариков и Б.Ф.Дрозд !

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЗАЦИИ XAPAKTEPHCTHK

ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам линеаризации характеристик датчиков с.частотным и число-импульсным выходом.

Известно устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков, содержащее счетчик, дешифратор, коммутатор участков, ключи и: блок задания длины участков аппроксимации и наклона кривои $1) .

Недостатком устройства является сложность конструктивной реализации при высоких требованиях к точности линеаризации, определяемая сложностью блока задания параметров аппроксимации.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков, содержащее двоичный делитель, соединенный входом с шиной ввода входного сигнала и подключенный выходом старшего разряда к входу счетчика участков, выходы которого соединены с входами дешифратора, подключенного выходами к первой группе. входов первого блока памяти, соединенного выходами с первыми входами элементов

И первой группы, выходы которого подключены к входам первого элемента ИЛИ, а вторые входы элементов И пер-, вой группы соединены с первыми входами элементов И второй группы и разрядными выходами цвоичного делителя, причем выходы элементов И второй группы, подключенных вторыми входами к дополнительным выходам первого блока памяти, соединены с входами перво-. го элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу устройства, а третьи входы элементов И обеих групп. соответственно соединены с выходами младшего разряда счетчика участков. Блок

15 памяти образован матрицей связей выходов дешифратора с входами элементов И первои и второй групп C2j .

Недостатком известного устройства является сложность конструктивной реа20 лизации, обусловленная увеличением объема блока памяти при высоких требованиях по точности аппроксимации.

Цель изобретения — упрощение устройства при линеаризации датчиков с

25 квадратичной характеристикой.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков,содержащее двоичный делитель, соедиЗО ненный входом с шиной ввода входно834725

1 д =-аах тих 4

65 го сигнала, а выходом старшего разряда — с входом счетчика участков, выходы которого соединены со входами дешифратора, подключенного выходами к первой группе входов первого блока памяти, соединенного выходами с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, а вторые входы элементов И первой группы соединены с первыми входами элементов И второй группы и с разрядными выходами .двоичного делителя, введены импульсный сумматор, второй блок памяти и второй элемент. ИЛИ, подключенный входами к выходам элементов И второй группы, соединенных вторыми 15 входами с выходами второго блока памяти, входы которого подключены к второй группе входов первого. блока памяти и к шине кода номера характеристики, а выходы элементов ИЛИ соединены QQ с информационными входами импульсного сумматора,.подключенного выходом к выходу устройства и соединенного входами управления суммированием и вычитанием с .выходами старшего разряда двоичного делителя.

На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит двоичный делитель 1, счетчик участков 2, дешифратор 3, элементы И первой и второй групп 4 и 5, первый и второй . элементы ИЛИ 6 и 7, первый и второй блоки 8 и 9 памяти, импульсный сумматор 10. Делитель 1 подключен вхо- 35 дом к шине 11 ввода входного сигнала и соединен выходом старшего разряда с входом счетчика 2, подключенного выходами через дешифратор 3 к первой группе входов блока 8 памяти. 4()

Выходы блока 8 памяти соединены с первыми входами элементов И группы

4, вторые входы которых подключены к, разрядным выходам делителя 1 и первым входам элементов И группы 5.

Выходы элементов И группы 5, подключенных вторыми входамк к выходам блока 9 памяти, соединены с входами элемента ИЛИ 7. Выход элемента ИЛИ 7 и выход элемента ИЛИ 6, соединенного входами с выходами элементов И группы 4, подключены к информационным входам импульсного сумматора 10.

Входы управления суммированием и вычитанием сумматора 10, соединенного выходами с выходом устройства,под- 55 ключены к выходам старшего разряда делителя 1. Входы блока 9 памяти соединены с вторыми входами блока 8 памяти и с шиной 12 кода номера характеристики. dO

В основу работы устройства положены следующие обстоятельства. Как известно, функция у=ах в терминах кусочно-линейной аппроксимации с фиксированным шагом д) может быть записана в виде у=адх (n-1+t), где переменная х представлена в виде

xh=лх n)

n=1,2,3,...-номер участка аппроксимации; параметр t изменяется в пределах 0

Соответственно, уравнение аппроксимирующей зависимости имеет вид у, =у .,+ g yn t=àëõ ((n-1) + (2n-1) t), 2 где у„. — значение в узле (и-1);

gy> — приращение функции на участке с номером и.

Тогда погрешность аппроксимации б на участке описывается функцией

Е -=у -у=аах (1-t) ° t.

Из этого выражения следует, что Функция погрешности не зависит от номера участка (т. е. носит периодический характер) и одинакова на каждом из участков аппроксимации в принятом диапазоне изменения аргумента, причем максимум погрешности расположен посередине участка и равен

Данное обстоятельство позволяет при фиксированном объеме первого блока памяти повысить точность устройства в четыре раза посредством введения одного корректирующего числа, постоянного на всех участках аппроксимации и хранящегося во втором блоке памяти. Это число определяет угол наклона дополнительного корректирующего отрезка, который должен для уменьшения результирующей погрешности суммироваться с основным отрезком на первой половине каждого участка аппроксимации и вычитаться на второй половине.

Устройство работает следующим образом.

Поступающая на шину 11 устройства входная число-импульсная последовательность делится делителем 1 и с выходов его разрядов поступает на входы элементов И первой и второй групп 4 и 5. Сигналом, поданным на шину 12, и соответствующим очередному датчику, осуществляется выбор корректирующего числа в блоке памяти 9 и группы чисел угловых коэффициентов основных аппроксимирующих отрезков в блоке 8 памяти. Значение кода на выходах блока 8,памяти изменяется каждый раз в момент окончания очередного участка аппроксимации, чему соответствует поступление очередного импульса с выхода старшего разряда делителя 1 на вход счетчика 2 участков. Значение кода, задающего наклон корректирующего отрезка, в блоке 9.памяти

834725 не изменяется в течение всего времени линеаризации характеристики датчика.

Как следует из принципа рассмотренного метода линеаризации, числоимпульсная последовательность, поступающая с выхода элемента ИЛИ 7, в течение времени отработки первой половины каждого участка аппроксимации должна вычитаться из число-импульсной последовательности, поступающей ,с выхода элемента ИЛИ 6, а в течение времени отработки второй половины участков — суммироваться. Такой режим работы сумматора 10 осуществляется путем подключения входов управления сложением и вычитанием суммато- 15 ра к выходам старшего разряда делителя 1 (прямому и инверсному выходу триггера старшего, разряда), сигналы на входах которого изменяются в указанные моменты времени. Суммарная Щ импульсная последовательность, определяемая наклоном очередного линейного отрезка на очередном участке аппроксимации и знаком и наклоном корректирующего отрезка, с выхода, 25. сумматора 10 поступает. на выход уст- рсйства. В момент окончания входной число-импульсной последовательности на выход устройства поступает суммарное число импульсов, линейно свя: занное с изменяемым параметром.

Таким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет при заданной точности линеаризации упростить конструкцию устройства за счет уменьшения объема блока памяти, причем выигрыш в числе ячеек памяти особенно существенный при линеэризации характеристик не оцного, а нескольких датчиков.

Формула изобретения 40

Устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков,содержащее двоичный делитель, соедийейный входом с шиной ввода. входного сигнала, а выходом старшего разрядас входом счетчика участков, выходы которого соединены со входами дешифратора, подключенного выходами к первой группе входов первого блока памяти, соединенного выходами с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, а вторые входы элементов И первой группы соединены с первыми входами элементов И второй группы и с разрядными выходами двоичного делителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства при линеаризации датчиков с квадратичной характеристикой, в устройство введены импульсный сумматор, второй блок памяти и второй элемент ИЛИ, подключенный входами к выходам элементов И второй группы, соединенных вторыми входами с выходами второго блока памяти, входы которого подключены к второй группе входов первого блока памяти и к шине кода номера характеристики, а выходы элементов ИЛИ соединены с информационными входами импульсного сумматора, подключенного выходом к выходу устройства и соединенного входами управления суммированием и вычитанием с выходами старmего разряда двоичного делителя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе !

1 . Н своп ашен нь1й Г . Н . Ин формационно-измерительные системы. М., Высшая школа . 1977, с.89.

2. Авторское свидетельство СССР

9 552623 кл. 6 06 С 7/26, 1975 (прототип) .

Составитель С.Казинов

Редактор A.Ëåæíèíà Техред A. Савка Корректор О. Билак

Заказ 4103/77 Тираж 745 Подписное

ВНИИПИ Государственного. комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная, 4