Устройство для ввода в электронную вычислительную машину величин измеряемых параметров быстропеременных и пульсирующих потоков жидкости и газа

(19) 111) РБСПУ 06 Р 3 0 Щ1п 1, Р. .,фР ОПИСАНИ К АВТОРСКОМУ ИЗОБР ИДЕТЕЛЬСТВ Т. Кузьминых,мова и Л,А.ПаНЫХ И И ГАЗ (57) ствам анали обретение относидля автоматизации параметров нес ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВВНУЮ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНУЮИЗМЕРЯЕМЫХ ПАРАМЕТРОВПУЛЬСИРУЮЩИХ ПОТ ельство СССР 3/05, 1982.ОДА В ЭЛЕКТРОН- МАШИНУ ВЕЛИЧИНБЫСТРОПЕРЕМЕНОКОВ ЖИДКОСТИтся к устрой- измерения итационарных потоков жидкости и газа, в частности теплофизических параметров процессов в переходных режимах. Цель изобретения - повышение достоверности вводимой информации - параметров потоков жидкости и газа, имеющих электрический эквивалент. в виде частоты переменного напряжения, за счет исключения погрешности измерения из-за дискретности счета периодов частоты тактового генератора (Т) в преобразователе частота - код в начале периода измеряемой частоты (Т). С этой целью заполнение Т частотой Т осуществляется лишь при совпадении коротких импульсов регулируемой длиФ тельности, формируемых соответственно от передних фронтов Т .и Т . 1 ил.10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1 3Изобретение относится к вычислительной и контрольно-измерительнойтехнике, предназначено для автоматизации измерения и анализа параметров нестационарных потоков жидкостии газа и может быть использовано дляизмерения теплофизических параметровпроцессов в стационарных и переходных режимах.Целью изобретения является повыше ние точности измерения.Устройство содержит генератор 1эталонных импульсов, регистр 2, дешифратор 3 адресов, счетчик 4 текущего времени, преобразователь 5 напряжения в код, преобразователь бчастоты в код, коммутатор 7, мультиплексор 8, информационные входы 9 уст-.ройства, канал 10 микрокоманд, генератор 11 тактирующих импульсов, блок12 памяти микрокоманд, блок 13 управления, арифметическо-логическийблок 14, дешифратор 5 внешнего устройства, блок 16 специальных управляющих сигналов, блок 17 представле-ния канала, блок 18 управления прерыванием, блок 19 управления каналом,блок 20 резидентной памяти, приемопередатчики 21, блок 22 сопряжения канала, таймер 23, блок 24 ввода-вывода, блок 25 памяти, элемент 26 задержки, первый формирователь 27 импульсов, второй формирователь 28 импульсов, элемент И 29,Устройство включает также блокипитания, пульт управления и блокиотображения информации (не показаны).Основным функциональным блокомцентрального процессора является микропроцессорный набор больших интегральных схем (БИС).Элементы набора сВязаны друг сдругом 22-разрядным каналом 10 микрокоманд. Весь обмен информацией. междумикропроцессором и блоком 22 сопряжения канала осуществляется через арифметическо-логический блок, а связьс линиями управляющих сигналов блока22 сопряжения канала - через блок 13управления.Синхронизация работы всех блоковцентрального процессора обеспечивается четырьмя сериями неперекрывающихся тактирующих сигналов генератора 11.Блок 13 управления осуществляетсвязь микропроцессора с линиями управляющих сигналов блока 22 сопряже 63177 2 ния канала через блок 19 управленияканалом, а также генерирует последовательность адресов микрокоманд, покоторым производится обращение к блоку 12 памяти микрокоманд. Генерацияадресов блока 12 определяется текущим содержимым счетчика микрокоманд,выполняемой командой, текущей микро- командой, сигналами управления прерыванием и некоторыми другими специальными сигналами.Арифметическо-логический блок 4 предназначен для выполнения арифмети-, ческо-логических преобразований над данными и осуществления информационного обмена с блоком 22 сопряжения канала.Блок памяти микрокоманд хранит микрокоманды, эмулирующие систему команд ЭВМ "Электроника", операции связи с пультовым терминалом и программу начального пуска.Дешифратор 15 внешнего устройства предназначен для выработки в течение адресной части цикла канала сигнала о том, что обращение идет к регистрам внешних устройств, адреса которых находятся в верхних 4 К адресного пространства. Обмен информацией между центральным процессором и другими блоками 2,3,8,23 - 25 выполняется при помощи стандартных циклов обращения к блоку 22 сопряжения канала.Каждый внешний блок может иметь несколько различных регистров, адреса которых задаются соответствующими перемычками на входах сравнения адресов.Блок 16 специальных управляющих сигналов предназначен для выполнения операций по первоначальной установке канальных устройств, регенерации памяти, а также для реализации некоторых внутренних операций центрального процессора.Блок 17 представления канала обеспечивает использование блока 22 сопряжения канала как центральным про- . цессором, так и блоками прямого доступа к памяти,Центральный процессор управляет распределением времени использования блока 22 сопряжения канала для обмена информацией таймером 23, блоком 24 ввода-вывоДа, блоком 25 памяти и другими, а также выполняет все необходимые арифметическо-логические операции для обработки информации. Весьз 13631 обмен информацией и управляющими сигналами осуществляется под управлением центрального процессора через единый блок 22 сопряжения канала с использованием 16 линий адреса данных и 18 линий управления. Причем 32 линии являются двунаправленными. Это означает, что по одним и тем же линиям информация может как приниматься, так и передаваться относительно одного и того же блока. Таким образом, в соответствии с заранее записанной в блоке 25 памяти программой центральный процессор 15 обеспечивает адресное управление каналами коммутатора 7, запуск преобразователя 5 напряжения в код или осуществляет запуск преобразователя 6 частоты в код при совпадении в элементе И 29 короткого импульса от переднего фронта периода измеряемой частоты (27) с коротким импульсом тактового генератора преобразователя частоты в код (28), сопряжение счет чика 4 текущего времени, преобразователей 5 и 6 мультиплексор 8 с блоком 22.Длительность задержки элемента 26 должна быть не менее времени задержки прохождения сигнала в формирователе 27, элементе И 29 и в входных цепях управляющего входа преобразователя 6 частоты в код.Управление запуском преобразовате 35 ля 5 или 6, счетчика 4 текущего времени и мультиплексора 8 осуществляется с помощью дешифратора 3 адресов, Адресное управления каналами коммутатора 7 осуществляется с помощью регистра 2. Таймер 23 в ЭВМ предназначен для Формирования и передачи в блок 22 постоянных по длительности временных интервалов, на основании которых происходит прерывание основной программы для подсчета общего текущего времени с постоянным шагом. Прерывание по таймеру отличается от прерывания, БО поступающего от внешнего блока, более высоким приоритетом и тем, что не требуется адрес, вектора для того, чтобы начать подпрограмму обслуживания прерывания, так как обслуживание начинается через вектор с заранее известным адресом. Этот адрес специально зарезервирован для прерывания таймера. 77 4Счетчик 4 текущего времени предназначен для подсчета импульсов генератора 1 эталонных, импульсов и в интервале времени между двумя импульсами таймера 23.Высокая точность привязки результатов измерения параметров быстропе - ременных и пульсирующих потоков жидкости и газа к текущему времени в момент измерения достигается тем, что в интервале времени между двумя импульсами таймера текущее время в момент изменения дополнительного фиксируется счетчиком, код с выхода которого мультиплексором передается в ЭВМ и является нониусной поправкой к программному значению текущего времени в момент измерения, формируемому по импульсам таймера, вызывающим прерывание программы ЭВМ для подсчета времени в одной из ячеек памяти.Устройство работает следующим образом.В блоке 25 ЭВМ заранее записывают общую программу измерения и анализа параметров нестационарного потока жидкости и газа, Запись программы в блок 25 осуществляется через блок 22 устройством ввода информации блока 24 под управлением центрального процессора ЭВМ.В процессе работы устройства ЭВМ выполняет следующие задачи: ввод программы; автоматическое управление ходом программы в реальном масштабе времени; в соответствии с программой автоматическое управление измерением, регистрацией параметров, математическую и логическую обработку результатов измерения с учетом нелинейности градуировочных характеристик датчиков, преобразователей; приведение результатов измерения к физическому масштабу; вычисление взаимосвязанных, непосредственно незамеряемых параметров.1.Общим для большинства этих задач является измерение величины сигнала, поступающего от датчика (первичного преобразователя) по выбранному каналу коммутатора 7, и запись в блок 25 величины параметра с выхода того или иного преобразователя 5 или 6 (в зависимости от номера канала) с помощью мультиплексора 8 и блока 22 с одновременной регистрацией текущего времени в момент измеренияСигнал от таймера 23 через блок 22 поступаТ ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, Ж,комитетаи открытийаушская наб д. 4/5 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Уж л. Проектная 5 13631 ет на вход временных сигналов устройства и подается на генератор 1 и счетчик 4. Информационный вход устройства соединен с выходом блока 22 ЭВМ, по которому через регистр 2 на вход коммутатора 7 подается код адреса канала для измеряемого параметра потока от одного из датчиков. Переключение адресов запускаемых преобразователей 5 или 6, а затем (в соответствии с программой в блоке 25) управление передачей в ЭВМ информации от счетчика 4 или преобразователей 5 и 6 осуществляется по адресному входу устройства дешифратором 3 адресов. При этом запуск преобразователя 6 частоты в код осуществляется лишь при совпадении в элементе 20 И 29 двух коротких импульсов, формируемых формирователями 27 и 28 соответственно от переднего фронта периода измеряемой частоты Т и переднего фронта периода частоты тактового ге 25 нератора Т, .фиксируя совпадение этих импульсов, элемент И 29 выдает сигнал на управляющий вход преобразователя 6 частоты в код. Регулируемая длительность импульсов формирователей 27 и 28 позволяет более точно определить их совпадение на элементе И 29. 77еТаким образом, для повышения точности преобразования измеряемой частоты в код заполнение периода измеряемой частоты Т частотой тактовогогенератора начинается в момент совпадения фронтов Т и Т, т.е, исключается погрешность, обусловленнаядискретностью счета,в начаЛе измеряемого периода Т,Формула изобретенияУстройство для ввода в электронную вычислительную машину величинизмеряемых параметров быстропеременных и пульсирующих потоков жидкостии газа по авт.св. В 1054824, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюповышения точности измерения, устройство содержит элемент задержки, первый и второй формирователи импульсови элемент И, входы первого формирователя импульсов и элемента задержкиподключены ко второму выходу коммутатора, выход элемента задержки соединен с вторым входом преобразователячастоты в код, дополнительный выходкоторого подключен к входу второгоформирователя импульсов, входы элемента И соединены с выходами первогои второго формирователей импульсов,а выход элемента И соединен с входомзапуска преобразователя частоты вкод.