Устройство для измерения неэлектрических величин

Устройство для измерения неэлектрических величин

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Авторы изобретения

К. С. Полулях, Л. Г. Темник, И. С. Буянский и: И;8. Кривогин

) ч.

Харьковский ордена Ленина политехничес ий и граъут.;. им. В.И.Ленина

6116Х1 ".,., (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

ВЕЛИЧИН

Изобретение относится к измерительной техники и может быть использовано при измерении неэлектрических величин.

Известно устройство для измерения неэлектрических величин, содержащее датчик, два идентичных LC-автогенератора, суммирующий триггер и блок исполнительных реле j1).

Однако поразрядная компенсация неэлектрической величины при помощи набора емкостей, включенных в контур LC-автогенератора, представляет собой длительный процесс, и быстродействие такого устройства недостаточно.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство, содержащее датчик, опорный генератор, три управляемых ключевых элемента, блок управления, блок управления кодов, два счетчика импульсов и последовательно сое2 диненные блок вычитании, третий счетчик импульсов, дешифратор и индикатор. Кроме того, это устройство содержит четвертый управляемый ключевой элемент, четвертый счет5 чик импульсов и дешифратор положения P2).

Для обеспечения линейной зависимости между входным сигналом и . измеряемой неэлектрической величиной последовательно во времени формируются два временных интервала, что ограничивает быстродействие устройства.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения неэлектрических величин, содержащем датчик, подсоединенный через автогенератор к входу первого ключа, опорный генератрр, выход которого подсоединен к входам вто949330

М = (т1

1 gSX

5 где Д - погрешность дискретности измерения, 1

S - чувствительность датчика 2; х„- номинальное значение измеряемой величины.

Частота опорного генератора 3 выбирается больше частоты автогенератора 1. В блок 11 вычитания вводит ся число N периодов частоты, соответствующее первоначальному значению индуктивности резонансного контура автогенератора 1.

При включении устройства импульсы с автогенератора 1 через управляемый ключ 4 поступают на вход первого счетzo

1чика 7 импульсов, импульсы от опорного генератора 3 через управляемый ключ поступают на вход второго счетчика 8 импульсов, а через управляемый ключ 6 - на вход блока 11 вычитания.

При достижении счетчиком 7 импульсов состояния переполнения с вЫхода его старшего разряда поступает сигнал на второй вход блока 10 управления, который, в свою очередь, выдает зо команду на остановку счетчика 8 импульсов, при этом оканчивается формирование первого временного интервала (3). т =и„t

Измеряемая неэлектрическая вели45 мина преобразуется, например в изменение индуктивности резонансного контура автогенератора 1. Счетчики 7 и 8 командой "Сброс" устанавливаются в состояние, соответствующее набору числа импульсов

N) =й-Ф4 (1) где и - число, определяющее обьем данного счетчика 7 или 8; и — масштабный козффициент шка" лы устройства, который вй"бирается из условий получения требуемой шкалы измеря"

3 рого и т рет ье ro ключей, бло к уп1равления, первый вход которого соединен с выходом блока совпадения кодов, первый выход - с управляющими входами первого и третьего ключей, а второй выход - с управляющим входом второго ключа, кроме того, первый и второй счетчики импульсов, счетные входы которых подсоединены к выходам первого и второго ключей, а выходы первого и второго счетчиков импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами блока совпадения кодов, при этом выход третьего клю- ча подсоединен через последователь« но соединенные блок вычитания, третий счетчик импульсов и дешифратор к входу индикатора, выход старшего разряда первого счетчика импульсов соединен с вторым входом блока управления, а установочные входы первого и второго счетчиков импульcoB поразрядно подключены к шине команды "Сброс" в коде числа, дополняющего численное значение масштабного коэффициента шкалы измерителя до численного значения обьема первого и второго счетчиков импульсов.

На. чертеже представлена структурная схема устройства для измерения неэлектрических величин.

Устройство содержит автогенератор 1, к которому подключен датчик

2, опорный генератор 3, три ключа

4-6, первый и второй счетчики 7 и 8 импульсов, блок 9 совпадения кодов, блок 10 управления, блок 11 вычитания, третий счетчик 12 импульсов, дешифратор 13 и индикатор 14.

Устройство работает следующим образом.

4 емых вели чин и определяет ся соот ношением где t - период частоты автогенера4 тора 1.

Так как частота опорного генератора 3 больше частоты автогенератора 1, то до момента остановки счетчика 8 через управляемый ключ 5 на счет чик 8 импуль сов посту пает больше число импульсов

Т1 и = и (4) где t - период частоты опорного ге 3 нератора 3, причем я (5) где Ь М - число импульсов, поступивши в счетчик 8 импульсов после его переполнения.

Таким образом, к моменту остановки счетчика 8 импульсов, в нем записывается число b N импульсов, а код этого числа поступает на второй вход блока 9 совпадения кодов.

949330 (6) Т N2tg

2 или с учетом (5) 5

Счетчик 7 импульсов после своего переполнения также продолжает счет импульсов.

При поступлении с выходов счетчи" ка 7 на первый вход блока 9 совпа" дения кодов кода, соответствующего набору в счетчик 7 после его переполнения числа импульсов bN блок 9 совпадения кодов выдает команду на блок

10 управления, который, в свою оче-. редь, останавливает счетчик 7 и прекращает подачу импульсов в блок 11 вычитания. При этом оканчивается

Формирование второго временного интервала

Т =(й,,+ьй) с,,=Т, +ай . (7)

Таким образом, формирование интенвалов Т и Т производится параллельно, а время измерения определяется длительностью интервала времени Т>.

На блок 11 вычитания за временной интервал Т2 поступает с опорного генератора 3 число импульсов

Т1

N = — (8)

3 ф1 ипи с учетом (3), (4), (6) ф — (9) 1

При подстановке в (9) значений периодов частот автогенератора 1 и опорного генератора 3, выраженных через параметры их контуров к -к„. " ",. ()D) ьс, где L< - значение индуктивности резонансного контура автогенератора 1;

С - значение емкости резонансного контура автогенератора 1;

L 1 - значение индуктивности резонансного контура опорного генератора 3

С - значение емкости резонансного

2 контура опорного генерато»;: ра 3.

В случае использования, например, индуктивного датчика ъ 1,С 1 ЬС где L - приращение индуктивности датчика 2 до измерений;

hL - приращение индуктивности датчика 2, вызванное изменением измеряемой яеэлектрической величины, тогда (11) можно представить в виде

"оС

"ь="о- " „

42С1 где 0 ..

К =Я вЂ” -- число импульсов, соответо

jA - измеряемая неэлектрическая величина;

М1о з= „- чувствительность датчика 2.

Так как й,., С, С, 1. - const, чувствительность S датчика 2 в диапазоне измерений также величина постоянная. то зависимость числа импульсов

?o и от измеряемой неэлектрической величины линейна, а разность

Й)(= 1 -й, =I kH„ (13)

Ь ъС1 где к= 6 — чувствительность иэме4Я С1 и рителя, определяется значением измеряемой неэлектрической вепичиHbl „

Полученная разность и с учетом

30 знака подсчитывается счетчиком 12 им пульсов, преобразуется в десятичный код дешифратором 13 и отображается на индикаторе 14.

Таким образом, сохранение линей35 ной за висимости числа импульсов на выходе устройства от значения индуктивности Ц резонансною контура автогенератора 1, параллельное формирование первого и второго временных интервалов позволяют повысить быстродействие устройства по сравнению с известным примерно в два раза.

Формула изобретения

Устройство для яиэмерения неэлектрических величин, содержащее датчик, подсоединенный через автогене-. ратор к входу первого ключа, опорный генератор, выход которого под50 соединен к входам второго и третьего ключей, блок управления, первый вход которого соединен с выходом блока совпадения кодов, первый выходс управляющими входами первого и третьего ключей, а второй выход с управляющим входом второго ключа, кроме того, первый и второй счетчики импульсов, счетные Входы которых подсоединены к выходам пер949330

10 вого и второго ключей, а выходы ,первого и второго счетчиков импульсов соединены соответственно с первым и вторым входами блока совпадения кодов, при этом выход трет,ьего клю.ча подсоединен через последовательно соединенные блок вычитания, третий счетчик импульсов и дешифратор к входу индикатора, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, выход старшего разряда первого счетчика импульсов соединен с вторым входом блока управления, а установоч—

8 ные входы первого и второго счетчиков импульсов поразрядно подключены, к шине команды "Сброс" s коде числа, дополняющего численное значение масштабного коэффициента" шкалы измерителя до численного значения объема первого и второго счетчиков импульсов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство CCCP

У 410242, кл. G 01 В 7/00, 1974.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке N 2620847/18-23, 1978.

Составитель В.Рябцев

Редактор А.Шишкина Техред И. Рейвес Корректор Н. Король

Заказ 572 23 Тираж одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП атент, г, жгород. ул. роектная,