Измерительное информационное устройство

(19) 08 С 9 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ П НИЕ ИЗОБРЕТЕН 1 ,ч 3 7 К ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ работки измерительной информации тотных датчиков. Целью изобретени ется повышение точности измерения. ство работает в двух режимах: режим рения входной величины и режиме тивной коррекции аддитивной погре датчика - и содержит дифференци частотный датчик, блок формировате пульсов, счетчики импульсов, блок регистры памяти, формирователи имп цифровой компаратор, элемент И, НЕ, переключатель, триггер, дешифр индикатор. 3 ил. 3801035/24-2417.10,8430.05.87. Бюл.20П. Т. Харитонов621.398 (088.8)Авторское свидетельство СССР2961, кл. б 08 С 19/28, 1980.вторское свидетельство СССР17146, кл. б 08 С 19/28, 1984.ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ ИНФОРМАУСТРОЙСТВОИзобретение относитсятехнике, а точнее к уст И ор к измеритройствам(21) (22) (46) (72) (53) (56)73А12 (54) НОЕ (57) ной с чася явля- Устройе изме- операш ности альный лей импамяти, ульсов, элементИзобретение относится к измерительной технике, а именно к устройствам обработки измерительной информации с частотных датчиков.Целью изобретения является повышение точности измерения.На фиг. 1 приведена структурная схема устройства; на фиг. 2 и 3 - временные диаграммы его работы.Устройство содержит (фиг. 1) дифференциальный датчик 1, блок 2 формирователей импульсов, второй счетчик 3 импульсов, блок 4 памяти, первый регистр 5, децифратор 6, индикатор 7, первый счетчик 8 импульсов, первый 9 и второй 1 О формирователи импульсов, элемент И 11, второй регистр 2, четвертый счетчик 13 импульсов, цифровой компаратор 14, элемент НЕ 5, третий счетчик 16 импульсов, переключатель 17 и триггер 18.Датчик 1 представляет собой дифференциальный частотный датчик измеряемой величины, блок 4 памяти - перепрограммируемое постоянное запоминающее устройство (ППЗУ).Датчик 1 имеет два выходных частотных сигнала:- сигнал, зависящий от величины измеряемого параметра; з - опорный сигнал. Оба сигнала приводятся к уровням цифровых сигналов с помощью формирователей импульсов блока 2.Устройство работает в двух режимах: режиме измерения входной величины Аи режиме оперативной коррекции аддитивной погрешности датчика. В режиме измерения (фиг. 2) переключатель 17 разомкнут и элементы 11 - 16 не меняют своего состояния, сигнал (/з имеет высокий логический уровень, сигналы (/7 и (/ю - низкий. На выходах 0 счетчика 16 имеет место код Фю, который подается ца первую группу информационных входов 0 счетчика 3. После окончания предыдущего цикла измерения на выходе й(готовность) регистра 5 формируется импульс (/, обнуляющий триггер 18 и счетчик 8. По сигналу г/ с инверсного выхода К счетчика 8 разрешается счет импульсовсчетчиком 3. Передним фронтом интервала счета (/ (сигнал 0 ю формирователя 9 импульса) разрешается предустановка счетчика 3 посредством записи в него кода Мю+%С момента подачи сигнала (/ю счетчик 3 находится в режиме вычитания за счет низкого уровня сигнала / на его входе + 1 управления реверсом, до момента обнуления (сигнал (/;= 1) на его выходе О (равно нулю). При Ью= триггер 18 переключается в единичное состояние, сигнал (/= 1, счетчик 3 переходит в режим сложения. Интервал (/ завершается при накоплении в счетчике 8 числа К импульсов частоты , его длительность равна/с -10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 К концу интервала с/ на информационныхвыходах 0 счетчика 3 будет сформированкод Иа: Код %, подается на адресные входы ППЗУ 4 и информационные входы регистра 12. На вход Я 0 М (чтение из памяти) ППЗУ 4 подается сигнал (/ по заднему фронту интервала (/ с выхода формирователя 10, обеспечивающий чтение данных из ячейки ППЗУ с адресом М. После выставления на выходах 0 ППЗУ 4 данные заносятся в регистр 5 по сигналу г/з на его входе ЕФЯ (разрешение записи).Сигнал с/з формируется на выходе Р(готовность) ППЗУ 4.Подтверждением записи данных в регистр 5 служит сигнал (/4 на выходе й, обеспечивающий установку триггера 18 в нулевое состояние и повторный запуск формирователя 8 путем его установки в нулевое состояние по входу Я (сброс в нулевое состояние).Каждому значению измеряемой величины соответствует свое значение частоты 1, и формируется соответствующее ей значение кода М. В ячейки ППЗУ 4, соответствующие каждому адресу Й, записаны соответствующие значения измеряемой величины, поэтому индикатор 7 обеспечивает цифровую индикацию измеренной величины. За счет использования для хранения характеристики датчика 1 ППЗУ 4 практически исключается погрешность от ее нелинейности.Дешифратор 6 обеспечивает преобразование двоично-десятичного кода ППЗУ 4 в код индикатора 7.С выходов регистра 5 код может сниматься для регистрации или управления. Запись (коррекция) кода Мю осуществляется при включенном переключателе 17 и при нулевом (начальном) значении измеряемой величины на входе датчика 1 в соответствии с диаграммой (фиг. 3).По заднему фронту (/ интервала (/ сигналом (/7= с выхода элемента 11 по входу Я разрешается запись кода в регистр 12. Одновременно сигналом (/7 по входу Я устанавливается в нулевое состояние счетчик 13. Если код отличается от нуля, то на выходе А=В компаратора 14 сигнал (/з=О, а сигнал (/ю на выходе инвертора 15 имеет единичный уровень, разрешающий по входу В счет в счетчике 16 импульсов , подаваемых на счетный вход Т этого счетчика. Если сигнал (/=О на входе +.1 счетчика 16, то счетчик 16 работает в режиме вычитания, а код Мю уменьшается до перехода сигнала (/з в единичное, а сигнала /ю в нулевое состояние. Сигналом (/ю=О блокируется счет в счетчиках 13 и 16. После этого переключатель 17 может быть разомкнут, поскольку значение кода уже скоррек 13143605 1 О 5 20 форцула изобретения Лгэ Лго,тировано (в данном случае уменьшено) навеличину кода Мо. При последующих циклах работы устройства при начальном (нулевом) значении измеряемой величины кодЛга будет равен нулю.Таким образом обеспечивается коррекция аддитивной погрешности (смещения нуля) устройства.При сигнале с/гг=1 в режиме коррекциив счетчике 16 осуществляется увеличение кода Мо, что обеспечивает переход через нулевое состояние счетчика 3 при более высоком значении частоты РьПериодичность перевода устройства в режим коррекции зависит от стабильности датчика 1 и условий эксплуатации (при включении питания, ответственных измеренияхи т. д.),Для расчета характеристик элементов устройства необходимы следующие параметрыдатчика 1 (например, датчика давления):значение опорной частоты Р 2, диапазон изменения частоты гг, диапазон измеряемыхдавлений Рнии Рлааасс , дискретность цифрового отсчета измеряемого давления ХРд, изменение крутизны преобразования Кирза счетНЕЛИНЕйНой ХараКТЕрИСТИКИ ДаТЧИКа Кар.мнивКнр макс, ПРЕДЕЛ аДДИТИВНОЙ ПОГРЕШНОСТИ ДЭТчика онр.Порядок расчета следующий,Определяют минимальное изменение частоты 1 при изменении давления на ХРЛл -- Кнр.мин КРОпределяют требуемое значение числа Кимпульсов счетчика 8гК) -Определяют интервал счетаКлс 4 -г 2 Определяют максимальное и минимальное число импульсов частоты 1, сосчитанных счетчиком 3 за интервал 1 с 4:Л/макс - г 1 макслс 4,Лlми =1 минлс 4.Определяют изменение числа импульсовЛЛг=У акс - МмнкВыбирают емкость счетчика 3 и число ячеек ППЗУ 4 й=й.) Лг.Определяют разрядность ячейки ППЗУ 4и число разрядов регистра 5и и) 4 1 0 дР макс.Определяют номинальное значение кодапредустановки счетчика 3Н и=Но+И=Н,.г(по+1) - Лггде по - число перепслнений счетчика 3 заодин интервал.Определяют максимальное значение кодаЛго для коррекции аддитивной погрешностиЛго)2 Лгномбар,Выбирают емкость счетчиков 13 и 16 поусловию: 25 30 35 40 45 50 55 Выбирают число разрядов г 1 цфрового компаратора 14 и регистра 2п=1 оп лЛг,При необходимости устройство (фцг. 1). можно использовать для измерения отклонения входной величины от начального значения, которое может быть задано за счет режима коррекции. В этом случае разрядность элементов 12, 13, 14 и 16 следует выбрать равнойр - 1 0 с л ЛгКод Ллл в этом случае не подается (равен нУлю), а максимУм кода Лго=Лгр. В общем случае код Лг может задаваться путем подключения старших разрядов предустановки счетчика 3 к шинам питания.Предлагаемое устройство имеет по сравнению с известными устройствами более высокую точность измерения за счет осуцгествления оперативной коррекции аддитивной погрешности измерения. Измерительное информационное устройство, содержащее дифференциальный датчик, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первым и вторым входами блока формирователей импульсов, первый выход которого соединен со счетным входом первого счетчика импульсов, второй счетчик импульсов, информационные выходы которого соединены с адресными входамц блока памяти, информационные выходы которого соединены с информационными входами первого регистра, информационные выходы которого являются выходами устройства и через дешифратор соединены с входами индикатора, первый и второй формирователи импульсов, триггер ц элемент И, от.гичавиееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в устройство введены третий и четвертый счетчики импульсов, второй регистр, элемент НЕ, цифровой компаратор, шина логической единицы и установочная шина, второй выход блока формирователей импульсов соединен со счетным входом второго счетчика импульсов, информационные выходы и выход переноса которого соединены соответственно с информационными входами второго регистра и с входом установки единицы триггера, выход которого соединен с входами управления реверсом второго и третьего счетчиков импульсов, выходы третьего счетчика импульсов соединены с первой группой информационных входов второго счетчика импульсов, выход первого счетчика импульсов соединен непосредственно с входом разрешения счета второго счетчика импульсов и входом первого формирователя импульсов и через второй формирователь импульсов - с входом разрешения записи второго счетчика импульсов, выход первого формирователя импульсов соединен с первым входом элемента И314360 Составитель В. ФедотТехред И. ВерееТираж 544омитета СССР но деламЖ З 5, Раушская наческое предприятие, г, Чж вКорректор Н, КорольПодписноезобретений и открытийд. 4/5город, ул. Проектная, 4 Реда.лор ЧаковскаяВ а ка а 2007,50В 11 И 11 ПИ Государственно:о1303 э МоскГ 1 ро нвводстее н но. пол н граф и с входом разрешения чтения блока памяти, выход готовности которого соединен с входом разрешения записи первого регистра, выход готовности которого соединен с входами установки нуля первого счетчика импульсов и триггера, выход элемента И соединен с входами установки нуля и разрешения записи соответственно четвертого счетчика импульсов и второго регистра, информационные выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми 1 О входами цифрового компаратора, выход которого соединен через инвертор с входами разрешения счета третьего и четвертого счетчиков импульсов, счетные входы которых соединены с первым выходом блока формирователей импульсов, второй вход элемента И соединен через переключатель с шиной логической единицы устройства, вторая группа информационных входов второго счетчика импульсов соединена с установочной шиной.