Цифровой измеритель скорости изменения физических параметров

Цифровой измеритель скорости изменения физических параметров

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(72) Автори изобретения

А.Г.Горбков и П.К.Ланге

8". Куйбйш е ва

Куйбышевский политехнический институт и (71) Заявитель (54) ЦИФРОВОЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ СКОРОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ

ФИЗИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения скорости изменения медленно изменяющихся величин.

Известно устройство для измерения скорости изменения медленно изменя5 ющихся параметров, обеспечивающее представление результата измерения в цифровой форме { lj.

Недостатком устройства является низкая помехоустойчивость.

Наиболее близким к предлагаемому является измеритель скорости, содержащий преобразователь входного параметра в частоту, выход которого соединен с двумя логическими элементами И, вторые входы которых соединены с. блоком управления, и реверсивный счетчик, выходы разрядных ячеек которого соединены с соответствующими элементами И, вторые входы которых подключены к блоку yr равления (2) .

Помехоустой чи вост ь уст ройс т ва обеспечивается усреднением на интервале преобразования. Для медленно изменяющихся величин с аддитивной низкочастотной помехой усреднение на интервале преобразования не обеспечивает требуемой помехоустойчивости, Цель изобретения - повышение помехоустойчивости цифрового измерителя скорости путем совмещения операций измерения и статистической обработки (фильтрации).

Поставленная цель достигается тем, что в устройство.,дополнительйо введены логический элемент ИЛИ, трехвходовый логический элемент И, дешифратор и вычитающиЙ счетчик с-тые установочные входы которого через входные элементы И соединены с i+n-ими выходами реверсивного счетчика, где

- порядковый номер установочного входа, п - число разрядов сдвига, а выходы соединены с входа 1и дешифраI

3 95742 тора, выход которого соединен с первым входом трехвходового элемента И, второй вход которого соединен с блоком управления, третий - с выходам преобразователя входного параметра в,частоту, а выход - с счетным входом вычитающего счетчика и через элемент ИЛИ с вычитающим входом реверсивного счетчика, второй вход эле-. мента ИЛИ соединен с выходом второго е логического элемента И, а выход пер" вого логического элемента И соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика.

На чертеже представлена структур- 5 ная схема цифрового измерителя скорости.

Цифровой измеритель скорости содержр(т преобразователь 1 входного параметра в частоту,. логический элемент я

И 2, реверсивный счетчик 3, логический элемент ИЛИ 4, логический элемент

И 5, элементы И 6, трехвходовый логический элемент И 7, дешифратор 8, вычитающий счетчик 9, блок 1О управления.

Цифровой измеритель скорости работает в четыре такта.В первом такте импульсы от преобразователя 1 входного параметра в частоту через логический. элемент И 5, и логический элемент ИЛИ 4 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 3.

Во втором такте импульсы от преобразователя 1 входного параметра в частоту через логиЧеский элемент И 2 поступают на суммирующий вход реверсивного счетчика 3. На .Реверсивном счетчике 3 формируется разность

1.1 7

;* (<М -I Ц"Ч11

tt-2

1 где к - масштабирующий коэффициен, Т - интервал интегрирования

t » »время, которая и является цифровым представлением скорости изменения измеряемого параметра f(t). зе где f. - значение скорости изменения параметра f(t} в i-той точке.

8 третьем такте значение производI ной f с реверсивного счетчика 3 через элементы И 6 передается.на выход, а также с сдвигом на q разрядов на дополнительный счетчик 9.. Сдвиг числа на и разрядов при перезаписи числа

6 4 с реверсивного счетчика 3 в вычитающий счетчик 9 осуществляется соеди- . нением i+n-oro выхода реверсивного счетчика 3 с i-тым установочным входом счетчика 9. На счетчике 9 оказывается записанным число уi/2 О и дешифратор 8 выдает разрешающий потенциал на логический элемент И 7.

8 четвертом также логический элемент И 7 открывается и импульсы от преобразователя 1 поступают через логический элемент ИЛИ 4 на вычитающий вход реверсивного счетчика 3.

Одновременно эти же импульсы поступают на счетчик 9, уменьшая с приходом каждого импульса число, записанное в нем. Когда состояние счетчика

9 станет равным нулю, дешифратор 8 будет иметь на выходе запрещающий потенциал и логический элемент И 7 закроется. При этом на реверсивном счетчике 3 к следующему циклу измерения останется некоторое число Ь, учитывающее полученное значение производной .у

-Ъ = л- 2h

Общее число, формируемое на реверсивном счетчике 3, будет вследствие этого иметь рекуррентную форму представления (° r. k f Ф LJ 1 -— ((I (1 1-1 2й)2 которое соответствует записи алгоритма экспоненциального оглаживания.

Варьируя коэффициентом при у, можно регулировать .чувствительность цифрового измерителя скорости. При к= (1

=1/2 имеем классическую запись алгоритма экспоненциального сглаживания

< 143.

1 п л 1 п

Устройством можно измерять не только скорость изменения измеряемой величины, но и значение самой величины, при его использовании для этих целей первый такт преобразования исключается. (Предлагаемое устройство позволяет совмещать процесс измерения с фильтрацией, увеличивает помехоустойчивость, а также позволяет регулировать чувствительность и помехозащищенность без увеличения времени отдельного преобразования.

957426

5 формула изобретения

Составитель В. Киселев

Редактор Е.Лушникова Техред И.Гергель Корректор В. Бутяга

Тираж 9 9 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 22

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, Цифровой измеритель скорости изменения физических параметров, содержащий преобразователь входного параметра в частоту следования импульсов, выход которого соединен с двумя логическими элементами И, вторые. входы которых соединены с блоком управления, реверсивный счетчик, выходы разрядных ячеек которого соединены с соответствующими выходными элементами И, вторые входы которых подключены к блоку управления, о т л и,ч а ю шийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в него введены логический элемент ИЛИ, трехвходовый логический элемент И, дешйфратор и вычитающий счетчик, j -ые установочные входы которого через т выходные элементы И соединены с <+

+П-ими выходами реверсивного счетчика, где - порядковый номер установочного входа, И - число разрядов сдвига, выходы вычитающего счет чика подключены к входам дешифратора, выход которого соединен с первым входом трехвходдвого логического

5 элемента И, второй вход которого соединен с блоком управления, третийс выходом преобразователя входного парам®тра в частоту, а выход - с счет:ным входом вычитающего счетчика и через элемент ИЛИ с вычитающим входом реверсивного счетчика, второй вход элемента ИЛИ соединен с выходом второго логического элемента И, а выход

nepsoro логического элемента И подд ключен к суммирующему входу реверсивного,счетчика.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

20 l. Авторское свидетельство СССР

:И 336608, кл. 6 01 R 19/12 1970 °

2. Левидов В.A. и др. "Измерение скоростей", 11., "Стандарты", 1972, с. 53, рис. 21 (прототип).