Устройство для адаптивной дискретизации при измерении функционально зависимых величин

67204 П И ХфНйИ ОБРЕТЕН И Союз Советских Социалистических РесоубликАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ависимое от авт, свидетельствааявлено 27,11,1967 ( 114544718-24) Кл. 42 тпз, 3 ением заявкис и и ПК б 061 Комитет ло делам изобретений и открытийПриоритетОпубликовано 01.7,1970. Бюллетень1,2Дата опубликования описания 14,711.1970 681,332.64 (088.8) ори Совете Министре СССРАвторыизобретен И, Кавалеров, Г, С. Певзнер и 3. П. Тихоно Заявите УСТРОЙСТВО ДЛЯ АДАПТИВНОЙ ДИСКРЕТИЗАЦИИПРИ ИЗМЕРЕНИИ ФУНКЦИОНАЛЬНО ЗАВИСИМЫХ ВЕЛИ я адаптивной дисфункционально защие датчик значеи, преобразователь ющий блок, схему лена блок-схема устскретизации для вреНа чертеже предсройства адаптивнойменных функций.Устройство содернфункции, преобразокод, управляемый гпульсов, цифровой дсхему б управлениявычисления первой к10 8 вычисления второйму 9 сравнения, региключи 11 и 12. Известны устроиства д кретизации при измерении висимых величин, содерж ний измеряемой функци напряжение - ,код, реша управления, схему оравненачении ние - ых имключ б, ок 7 - и блок и), схешибок,ит датчик 1 знватель 2 напряженератор 8 тактоватчик 4 времени,блоками 7 и 8 (блонечной разностиконечной разностсэр 10 хранения о иняты следующие обозна описан ния:у=И)восстанавзначениевремени;20 интерполялинейнойная рази функция; У=тр кция; 1 - те величина вин грешность лин тимая погреш ЛвУ - вторая функции. меряемая щая фун ени; Л 1 - екущая п 6 - допу поляции; по уровню кущее та по ейной но стьконечиваю врем ции; инт сть Это позволяет увеличить быстродействиетройства,30 ГР)=Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что оно содержит в решающем блоке блоки вычисления первой и второй конечной разности, соединенные последовательно и подключенные к блоку управления, вход первого блока подсоединен к выходу преобразователя напряжение - код, а выход второго блока подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходами регистра хранения допустимой ошибки, а ее выход - ко входу управляемого генератора тактовых импульсов; выход последнего соединен с блоком управления, выход схемы сравнения также подключен к первым входам первого и второго ключей, вторые входы которых подсоединены соответственно с выходом преобразователя и выходом третьего ключа, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение - код, а второй - с выходом датчика времени. Если использовать приближенное дифференцирование, т. е, заменить дифференцирование на отношение конечных разностей функции и аргумента:то текущая погрешность линейной интерполяции может быть представлена следующим соот,ношением:ЛЧ (Ы) ЬЧо ((Л)О 3Тогда в момент сравнения текущей погрешности линейного интерполирования с допустимой погрешностью имеем выражениеЮО =О=Д 2 У8или15Для удобства применения в реальных схемах последнюю формулу можно представить в виде: 208.= ЛУ,На основе полученного результата алг:ритм устройства может быть записан следующим образом:1) Начинается равномерная во времсни дискретизация измеряемого процесса, т. е, измеряются значения функции и соответствующие им моменты времени. Частота измерений выбирается завышенная (например, по формуле Р= / ф), где М(1) - максималь 8ное значение второй производной на всем временном интервале значений функции, 352) Вычисляется в каждой точке отсчета ЛУ и сравнивается с 86.3) Если в результате сравнения Л-У(86 г, то выдается команда на уменьшение частоты отсчетов (что в дальнейшем повлечет за собой 40 увеличение ЛУ).4) Если в результате сравнения ЛУ) 86, то выдается команда на увеличение частоты отсчетов (что в дальнейшем повлечет за собой уменьшение Л- У) . 455) В случае ЛУ=86 дискретизация продолжается с прежней частотой.Таким образом, частота дискретизации исследуемого процесса на данном временном интервале определяется именно свойствами са мого процесса, т, е. получается адаптивная дискретизация, осуществляемая методом регулирования величин кварцита дискретизации по величине второй производной исследуемого процесса. 55Учитывая, что в формуле 86=Л-У отсутствует аргумент, то данный способ адаптивной дискретизации можно применить и к невременным функциям. В этом случае дополнительно вводят измеритель аргумента и кван тующее устройство для аргумента. Алгоритм способа сохраняется прежним, но теперь команды, получаемые в результате сравнения чторой конечной разности, высчитанной по отсчетам значений функции, и 8 о подаются на 65 квантующее устройство аргумента для увеличения величины кванта при величине второй конечной разности, меньшей чем 86, и уменьшения величины кванта при величине второй конечной разности, болыпей чем 86,Для дальнейшего сокращения объема избыточности измерительной информации регистрируются только те измерения (отсчеты), для которых вторая конечная разность больше или равна 8 бд, что достигается подачей сигнала со схемы сравнения на управляемые кодовые ключи, пропускающие в этих случаях информацию на выход. Это применимо как для временных, так и для невременных функций.Датчик 1 значений функции представляет собой первичный преобразователь, преобразующий значения величин измеряемой функции в напряжение. Это напряжение поступает на преобразователь 2 напряжение - цифровой код, работающий циклически при подаче на его вход (клемму Внешний запуск) тактовых импульсов от генератора 3 тактовых импульсов с управляемой частотой. Цифровой код с преобразователя 2 напряжение - цифровой код подается на выход устройства в качестве текущего отсчета величины измеряемой функции, одновременно он подается в блок 7 вычисления первой конечной разности по величине функции, откуда - в блок 8 определения второй конечной разности по величине функции. Схемы и конструкции этих блоков одинаковы, каждый из них состоит из накопительного сумматора, регистра и кодовых ключей. Работой блоков 7 и 8 управляет схема б, которая представляет собой распределитель импульсов (набор схем задержки),Схема б, получив тактовый импульс от генератора 3 тактовых импульсов с управляемой частотой, управляет последовательно во времени работой элементов блоков 7 и 8.Цифровой код, получаемый на выходе блока 8, поступает на кодовую схему 9 сравнения (цифровой нуль-орган), туда же подается код с регистра 10, в котором хранится цифровая ошибка, равная восьми допустимым погрешностям линейной интерполяции (86 д).Кодовая схема 9 сравнения осуществляет сравнение подаваемых на нее цифровых кодов, выявляет знак разности и в соответствии со знаком разности подает команду на генератор 3 тактовых импульсов с управляемой частотой, которая и используется в последнем для управления частотой. Если знак разности 86 - ЛУ отрицательный, то частота генератора увеличивается, если же положительный - частота генератора уменьшается.Для того чтобы на выходе устройства иметь для каждого текущего отсчета значений величины функции соответствующий отсчет времени, в устройстве предусмотрен цифровой датчик 4 времени, который представляет собой генератор стабильной частоты и счетчик числа импульсов, и кодовый ключ 5. Тактовые импульсы с генератора 3 тактовых импульсовЗаказ 1819/4 Тираж 480 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 4,5 1 пография, пр. Сапунова, 2 с управляемой частотой подаются на кодовый ключ 5, замыкание которого обеспечивает прохождение текущего отсчета времени в цифровой форме на выход устройства.Таким образом, на выходе устройства появляются отсчеты текущих значений величины функции и соответствующих моментов времени с частотой, определяемой величиной второй конечной разности по величине значений измеряемой функции.Для дальнейшего сокращения объема избыточности измерительной информации на выход устройства для регистрации поступают только те отсчеты, для которых вторая конечная разность больше или равна 86, Это достигается подачей сигнала с кодовой схемы сравнения (цифрового нуль-органа) 9 на кодовые ключи 11 и 12, при отрицательном сигнале ключи 11 и 12 закрыты, а при положительном и нуле - открываются,Предмет изобретения Устройство для адаптивной дискретизациипри измерении функционально зависимых величин, содержащее датчик значений измеряемой функции, преобразователь напряжение - код, решающий блок, схему управления, схему сравнения, отличающееся тем, что, с целью увеличения его быстродействия, оно содержит в решающем блоке блок вычисления первой конечной разности и блок вычисления второй конечной разности, соединенные последовательно и подключенные к блоку управления, 10 вход первого блока подсоединен к выходулреобразователя напряжение - код, а выход второго блока подключен к первому входу схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходами регистра хранения допусти мой ошибки, а ее выход - ко входу управляемого генератора тактовых импульсов, выход которого также соединен с блоком управления, выход схемы сравнения также подключен к первым входам первого и второго, ключей, 20 вторые входы которых подсоединены соответственно с выходом преобразователя и выходом третьего ключа, первый вход которого соединен с выходом преобразователя напряжение - код, а второй - с выходом датчика времени.