Устройство для измерения неэлект-рических величин

Сафз Советских Сециалистических РеснубаасОп ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТИЗЬСТВУ(22) Заявлено 18. 09. 78 (21) 2664122/18-10 С ПРИСОЕДИИЕНИЕМ ЗаЯВКИ Йо(23) Приоритет С 01 О 5/12 Государстееииый комитет СССР ио делам изобретений и открытийОпубликовано 300181, Бюллетень Йф 4 Дата опубликования описания 30. 01. 81(72) Авторы изобретения В.И. Лобан и В.СМоисейченк Ленинградский ордена Ленина политехн институт им, М,И. Калинина 71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НЕЭЛЕКТРИЧЕСКИХВЕЛИЧИН Изобретение относится к инФормаци онно-измерительной технике и может найти применение при точном измерении неэлектрических .величин,в частности механических величин - сил, давлений, параметров движения, с помощью измерительных цепей ураяновешивающего преобразователя.Известно устройство для измерения неэлектрических величин, использующее уравновешивающее преобразование, в котором применяется модуляционный принцип преобразования с амплитудным масштабированием 1.Однако данному устройству присущи недостатки, снижающие точность измерения высоких значений входных величин и затрудняющие его использование для расширения нижнего предела измер ния.Известно устройство для измерениянеэлектрических величин,содержащее частотный измерительный преобразователь, преобразователь "коднапряжение", соединенный с обратным преобразователем, генератор импульсов и счетчик импульсов 2).Однако при измерении этим устройством достаточно высоких или, наоборот, низких уровней входных сйгналов оказывается довольно трудно построить обратные преобразователи с высокой стабильностью характеристик.Цель изобретения - повышение точности и расширение диапазона измерения.Поставленная цель достигаетсятем, что устройство снабженс распределителем импульсов, регистром памяти и цепью переписи кода, при этомвход-распределителя импульсов подключен к выходу частотного преобразователя, выходы распределителя - квходам счетчика импульсов, выполнен ного реверсивным, вход регистра памяти соединен с выходом счетчика,выход регистра памяти через цепь переписи кода соединен с преобразователем "код-напряжение", а управляющие 20 входы распределителя импульсов,регистра памяти и цепи переписи кодаподключены к выходу генератора импульсов.На чертеже представлена схема пред 25 лагаемого устройства.Устройство содержит преобразователь 1 неэлектрической величины в,электрическое напряжение и преобра-зователь 2. напряжение-.частота,в сово ЗО купности образующие частотный пре- тобразователь 3 неэлектрической величины Х, распределитель 4 импульсов, реверсивный счетчик 5 и регист 1 6 памяти - в прямой цепи преобразования, а также цепь 7 переписи кодр, преобразователь 8 кода в напряжение, выполняющий также Функции делитель- ного устройства при преобразовании высоких значений величины Х, обратный преобразователь 9 - в цепи обратной связи и генератор 10 импульсов,формирующий временную шкалу и управляющий работой распределителя 4 импульсов, регистра 6 памяти и цепи 7 переписи кода.Устройство работает следующим образом, 15Генератор 10 прямоугольных импульсов формирует примыкающие интервалы времени длительностью с,( и 1 и осуществляет непрерывное синхронное управление узлами 4,6 и 7 в прямой и 2 О обратной цепи.При закрытой цепи 7 переписи кода частотным преобразователем 3 в частоту 5 = Ох, где с(. - коэффициент пропорциональности, преобразуется непосредственно измеряемая неэлектрическая величина Х, которая через распределитель 4 импульсов подается на вычитающий вход реверсивногосчетчика 5 и интегрируется, начиная с некоторого моментав течение интервала с,(, Формируемого генератором 10 импульсов, при этом, в реверсивный счетчик записывается код35Й.,) 1 дФ. оПри открытой цепи 7 переписи кода на частотный преобразователь воздействует разностная неэлектрическая 40 величина Е = Х-У, равная разности измеряемой величины Х и компенсирующей величины У, создаваемой обратным преобразователем 9 при поступлении на его вход некоторого начального 45 напряжения Оос с выхода преобразователя .8 "код-напряжение", преобразующего начальное значение кода й ,записанного в регистре 6 памяти.Частота Г о. Е,пропорциональ О ная величине 7 - Х-У, через распределитель импульсов поступает насуммирующий вход реверсивного счетчика 5 и интегрируется в течение интервала й, также формируемого генератором 10. Значение кода, записан ное в течение интервала св реверсивный счетчик по входу "сложить" равноЬ 2М =,) т Я,Ах-)ф,По окончании цикла измерения Т,дли тельностью Т с + с , генератор 10 импульсов формйрует кратковременный импульс переписи и осушествляет запись кода й, = й- йв регистр б памяти, которое хранится в течение всего следующего цикла той же длительности Т = Т = с,( + с.В результате непрерывной работы распределителя 4 импульсов и цепи 7 переписи кода, а также регистра 6 памяти в устройстве при астатическом уравновешивании с точностью до погрешности квантования. в двух тактах осуществляется преобразование1 д1 а =Х Х,а,о оилисх 1,= х-ч)(ди на выходе регистра б памяти устанавливается значение кода йЬ, пропорциональное с высокой точностью измеряемой неэлектрической величине1 ЬН = - -х,Ь ьне зависящее от коэффициента аВ устройстве возможно расширение диапазона измерения в сторону малых входных величин Х при достаточно больших компенсирующих величинах У без потери точности измерения.В этом случае обратная связь делается положительной и во втором такте при открытой цепи 7 переписи кода интегрируется в течение интервала с частота Г, пропорциональная сумме малой измеряемой величины Х и большой компенсирующей величины У, создаваемой обратным преобразователем 9.Значение кода й, записанное в течение интервала в реверсивный счетчик 5 по входу "вычитание", будет равнойи = У.,ж=.х+ч)Ь,оЗначение кода й.( в первом тактеостается прежним, но записываетсяв реверсивный счетчик 5 по входу"сложить",Установившееся значение кода йна выходе регистра б памяти соответственно будет равно(А)-( йЬ-. х,а для компенсирующей величины Уполучим выражение .у д ( - - 1)хййпри соотношении с /с , много большим единицы , ухТаким образом, в предлагаемом устройстве для измерения неэлектри800643 формула изобретения Составитель В. Киселев Редактор Ю. Ковач Техред А. Ач Корректор Е. ПаппЗаказ 10396/48 . Тираж 713 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 ческих величин за счет масштабирования с использованием точной временной шкалы и астатического уравновешивания достигается существенное повышение точности прн измерении контролируемых величин, превышающих компенсирующую величину. Устройство для измерения незлектрнческих величин, содержащее частотный измерительный преобразователь не- электрической величины, преобразователь "код-напряжение", соединенный с входом обратного преобразователя, 15 генератор импульсов н счетчик импульсов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерения;оно снабжено распределителем импульсов, 39 регистром памяти и цепью переписи кода, при этом вход распределителя импульсов подключен к выходу частотното измерительного преобразователя, выходы распределителяк входам счетчика импульсов,выполненного реверсивным, входрегистра памяти соединен с выходом счетчика, выход регистра памяти через цепь переписи када соединенс преобразователем шкод-напряжениеф,а управляющие входы распределителяимпульсов, регистра памяти и цепипереписи кода подключены к выодугенератора импульсов. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Скрипник Ю.А.,Оовьвание точности преобразования неэлектрических величин в электрическое напряжение. "Приборы и систеэаю управленияф, 1977, В 7, с. 28, рис. 2. 2. Новицкий П.В. Цифровые приборы с частотнымн датчиками. Л., 1970, с. 364 (прототип).