Измеритель физических величин

(59 4 С О 1 Х 22 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ.И ОТКРЫТИЙ(57) Изобретение относится к областициФрового измерения физических величин - давления, перемещений, силы,температуры, влажности и т.д. с помо.щью резонаторных СВЧ-датчиков. Цельизобретения - повышение точности ибыстродействия. Устройство содержитСВЧ-генератор 1, генератор линейноизменяющегося напряжения 2, делительмощности 3, опорный датчик 4, формирователь временных интервалов (ФВИ)5, состоящий из двух триггеров 6 и7, двух блоков выделения переднегофронта 8 и 11,.двух элементов И 9 и13, триггера управления реверсом 10и блока выделения заднего фронта 12,формирователь резонансных импульсов14, измерительный датчик 15, индикатор 16, программно-временнОЙ блок(ПВБ) 17 и блок измерения временныхинтервалов (БИВИ) 18, состоящий из1234 ЬОгенератора счетных импульсов 19, эле- ИЛИ 24 и блока задержки 25. Цель досмента И 20, счетчика 21, регистра 22, тигается выполнением ФВИ 5 и введенивычислительного блока 23, элемента ем ПВБ 17 и БИВИ 18, 1 ил.Измеритель физических величин работает следующим образом.Однократно в начале работы Форми руется сигнал "Пуск" в программно- временном блоке 17, обеспечивающий установку ГЛИН 2 в исходное. состояние, установку в нулевое состояние триггера 10 и счетчика 21 через блок 40 задержки 25 и элемент ИЛИ 24.ГЛИН 2 находится в режимеформирования линейно растущего напряжения за счет низкого уровня сигнала с прямого выхода триггера 10, что обеспе чивает линейное нарастание частоты Хна выходе СВЧ-генератора 1. Изобретение относится к цифровому измерению физических величин - давления, перемещений, силы, температуры, влажности и т.д., с помощью резона- торных СВЧ-датчиков.Цель изобретения - повышение точности и быстродействия.На чертеже приведена структурная электрическая схема измерителя Физических величин.Измеритель физических величин содержит,СВЧ-генератор 1, генератор линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН 2), делитель Э мощности, опорный датчик 4, формирователь 5 временных интервалов, включающий первый и второй триггеры б и , первый блок 8 выделения переднего Фронта:, первый элемент И 9, триггер 10 управленияреверсом, второй блок 11 выделения переднего фронта, блок 12 выделения заднего Фронта и. второй элемент И 13, формирователь 14 резонансных импульсов, измерительный датчик 15, индикатор 16, программно-временной блок 17, блок 18 измерения временных интервалов, состоящий из генератора 19 счетных импульсов, третьего элемента И 20, счетчика 21, регистра 22, вычислительного блока 23, элемента ИЛИ 24, блока задержки 25. 10152030 В интервале С, - С значение частоты Г на входе опорного датчика 4Мблизко к значению резонансной частоты Г опорного датчика 4, за счетопчего коэффициент передачи мощности СВЧ с входа на выход опорного датчика 4 резко возрастает, приближаясь к единице, Как следствие, на выходе формирователя 14 формируется видеоимпульс, по заднему фронту которого устанавливается в единичное состояние триггерСигналом с выхода триггера 7 разрешается прохождение счетных импульсов на счетный вход счетчика 21. Счет продолжается до момента С , совпадающего с задним фронтом сигнала с Формирователя 14, Формируемого в интервале й за счет совпадения частоты Г СВЧ-генератора 1 с резонансной частотой Гизмерительного датчика 15.МиВ момент времени й формируется сигнал с триггера 7 за счет совпадения сигналов в элементе И 9, триггер Ь устанавливается в единичное состояние; сигнал с его выхода совпадает в момент й 4 с задним Фронтом сигнала с формирователя 14 в элементе И 13, сигналом с элемента И 13 устанавливаются в нулевое состояние,триггеры 7 и 6. По заднему фронту сигнала с триггера 6 переключается в единичное состояние триггер 10, на вход реверса ГЛИН 2 подается единичный уровень сигнала с выхода триггера 10, переводящий ГЛИН 2 в режим Формирования линейно падающего напряжения (с мо,мента С 4).В интервал времени й- ь Формируется видеоимпульс на выходе Формирователя 14 за счет совпадения значений частот й и Г . По заднему фронЧм ниту импульса с блока 12 в момент 1 пе-. реводится в единичное состояние триггер 7, разрешается прохождение счетных импульсов на счетный вход счетчика 21 с выхода генератора 19 черезз 1234схему элемента И 20. Счет продолжается до момента времени й , когда формируется по заднему фройту сигналас блока 12 сигнал с элемента И 13,устанавливающиитриггер 7 в нулевоесостояние. В этом интервале времени .с в счетчике 21 формируется код,пропорциональный разности частотнзм очВзаимосвязь измеряемой величины Х Ос кодом на выходе регистра 22 длядатчика с линейной зависимостью частоты 1 от параметра Х имеет видИЗм,К, Х5дСгде К,=-- коэффициент преобраХзования измеряемойвеличины Х в интервалвремени ьс;Т - период счетных импульсЧсов на выходе генератора 19.Полученное в счетчике 21 значение25 кода И переписывается по сигналу с выхода элемента ИЛИ 24 в момент Е свыходов счетчика 21 в регистр 22 за счет формирования сигнала в формирователе 5. Одновременно сигналом с блока 11.обеспечивается запуск вычис- ЗО лительного блока 23 через программно- временной блок 17 для вычисления значения по значению кода, подаваемого с выходов регистра 22 на информационные входы вычислительного блока 23, 35Формула и з о б р е т е н и яИзмеритель физических величин, содержащий последовательно соединенные 40 СВЧ-генератор, управляющий вход которого подключен к выходу генератора линейно изменяющегося напряжения (ГЛИН), делитель мощности, опорный датчик, формир.ватель резонансных импульсов и формирователь временных интервалов, включающий первый и второй триггеры, измерительный датчик, включенный между вторым выходом дели теля мощности ивторым входомформиро вателя,резонансных импульсов, и индикатор, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, введены блок измерения временных интервалов, включенный 55 между выходом формирователя временных интервалов и индикатором, и программно-временной блок, первый выход 760которого соединен с входом установки в исходное состояние ГЛИН, а второй - с входом управления скоростью измене- ния напряжения ГЛИН, в формирователь временных интервалов введены последовательно соединенные первый блок выделения переднего фронта, первый элемент И, выход которого соединен с единичным входом первого триггера, последовательно соединенные триггер управления реверсом и второй блок выделения переднего фронта, выход которого является выходом формирователя временных интервалов, и последовательно соединенные блок выделения заднего фронта и второй элемент И, при этом выход блока выделения заднего фронта соединен с единичным входом второго триггера, выход которого поцключен к второму входу первого элемента И и является, вторым выходом формирователя временных интервалов, счетный вход триггера управления реверсом соединен с выходом первого триггера и вторым входом второго элемента И, выход которого подключен к нулевым входам первого и второго триггеров, входы первого блока выделения переднего фронта и блока выделения заднего фронта являются первым входом блока формирования временных интервалов, а вход установки в исходное состояние триггера управления реверсом является вторым входом формирователя временных интервалов, блок измерения временных интервалов состоит из последовательно соединенных генератора счетных импульсов, третьего элемента И, счетчика, регистра и вычислительного блока, а также элемента ИЛИ и блока задержки, при этом первый вход элемента ИЛИ является входом блока измерения временных интервалов и соединен с входом программно-временного блока, второй вход элемента ИЛИ является вторым входом блока измерения временных интервалов и соединен с первым выходом программно-временного блока и вторым входом формирователя временных интервалов, выход элемента ИЛИ соединен с входом блока задержки и входом разрешения записи регистра, вход генератора счетных импульсов является третьим входом блока измерения временных интервалов и соединен с третьим выходом программно-временного блока, четвертый выход которого подключен к1234760 Составитель Р.КузнецоваРедактор Л.Авраменко Техред М.Ходанич Корректор И.Самборская Заказ 2978/47 Тираж 778 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4. управляющему входу блока измерениявременных интервалов, соединенномус управляющим входом вычислительногоблока второй вход третьего элемента И является четвертым входом блока измерения временных интервалов и соединен с вторым выходом формирователя временных интервалов, выход вы-числительного блока является выходомблока измерения временных интервалов