Устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков

(51)4 Н ОЗМ 1 КОМИТЕТОТКРЫТИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР Ррдлр;ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССР 9 606201, кл. Н 03 М 1/00, 1974.Авторское свидетельство СССР Н 1035789, кл. Н 03 М 1/00, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЗАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИК ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ (57) Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для получения кода измеряемой величины, являющейся Аункцией от периода сигнала частотного датчика. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности работы устройства. Устройство содержит частотный датчик 1, формирователь 2 измеряемого интервала, первый элемент И 3, генератор 4 тактовых импульсов, накапливающий сумматор 5, блок 6 Аормирования угла наклона характеристикичастотного датчика, выполненный напрограммируемом постоянном запоминающем устройстве, второй элемент И 7,счетчик 8, регистр 9 памяти, В устройстве применена кусочно-ломаная аппроксимация характеристики частотного датчика. Угол наклона каждого аппроксимирующего отрезка определяетсясуммой кода на входе сумматора 5 ивыходного кода блока б, который, всвою очередь, изменяется в зависимости от текущего содержимого старших разрядов счетчика 8. Код на выходе счетчика 8 является кодом измеряемой величины, 4 ил.Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и предназначено для получения кода измеряемойвеличины, являющейся Аункцией от периода сигнала частотного датчика.Цель изобретения - повышение быстродействия и точности.На Аиг. 1 изображена блок-схемаустройства; на Аиг, 2 - временные 1 Одиаграммы работы устройства; наАиг. 3 и 4 - градиенты характеристики частотного датчика и ее аппроксимация.Устройство содержит (Аиг.1) частотный датчик 1, Аормирователь 2 измерительного интервала, первый элемент И 3, генератор 4 тактовых импульсов, накапливающий сумматор 5,блок 6 Аормирования кода угла наклона 20характеристики частотного датчика,выполненный на программируемом постоянном запоминающем устройстве(ППЗУ), второй элемент И 7, счетчик8, регистр 9 памяти,Устройство работает следующим образом.На вход частотного датчика 1 подается измеряемый параметр Р, С выхода датчика 1 на вход Аормирователя2 поступает сигнал (Аиг,2 б), периодкоторого несет инАормацию об измеряемом параметре, Формирователь 2 Аормирует измерительный интервал (Фиг.2 в),длительность которого составляет заданное число периодов сигнала датчика 1. Измерительные интервалы характеризуются положительным потенциалом на 4 О выходе Аормирователя 2. Промежуток между двумя измерительными интервалами равен одному периоду сигнала датчика 1. По Аронту сигнала на выходе Аормирователя 2 сбрасывается 45 накапливающий сумматор 5 и устанавливается в исходное состояние счетчик 8. Во время формирования измерительного интервала импульсы (Аиг,2 а) с выхода генератора 4 тактовых импульсов поступают через элемент И 3 на стробирующий вход накапливающего сумматора 5, при этом в последнем происходит суммирование входного кода, определяемого текущим состоянием выхода блока 6 Формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика (Аиг,2 д) и комбинацией на остальных входах сумматора 5.ф При переполнении сумматора 5 на выходе разряда переноса (Аиг,2 г) присутствует единичный потенциал, который пропускает через второй элемент И 7 тактовый импульс с выхода первого элемента И 3 на счетный вход счетчика 8, произведя декремент его содержимого (для возрастающиххарактеристик датчиков следует испольэовать суммирующий вход), Таким образом, в первый полупериод сигнала с выхода генератора 4 производится суммирование в накапливающем сумматоре, а во второй - вычитание (сложение) разряда переноса из содержимого счетчика 8.Значение кода ш-старших разрядов счетчика 8 определяет адрес бита блока 6 Аормирования кода угла наклона характеристики частотного датчика, соответствующего текущему коду на входе накапливающего сумматора 5.Разрядность накапливающего сумматора 5 и комбинация на входах его старших разрядов определяются исходя из вида характеристики частотного датчика 1 (Аиг.3), Такая характеристика имеет максимальный наклон о а минимальный в . Ы, . В устройстве применяется следующая аппроксимация характеристики датчика, Диапазон значений параметра разбивается на Л подинтервалов ЬР, в каждом из которых характеристика представляется линейной зависимостью с наклоном:- агссд К,о, или= агс 8 КогдеК,=(8+1) С, К =БС; Б=Х, ХХ Х О - комбинация навходе сумматора 5, если выход блока 6формированиякода угла наклона характеристики частотного датчикаимеет нулевоезначение;С - некоторая .кон-.станта,Таким образом, накапливающий сумматор 5 с каждым тактом прибавляет к полученному результату число, соответствующее текущему наклону характеристики.:За время измерения счет1 ч 78333 25 0 02- 100 0,0002 30 35 40 нулевого потенциала,чик 8 может несколько раз пробегать диапазон своих значений (фиг,4), прежде чем выйти на рабочий диапазон. Выбор рабочего диапазона определяется числом начальной установки Р счетн, чика 8. По окончании измерительного интервала по спаду сигнала на выходе формирователя 2 значение измеряемой величины переписывается с выходов счетчика 8 в регистр 9 памяти (фиг,2 е) и выдается потребителю.Поскольку характеристики большинства датчиков близки к линейным, ко- . личество ячеек блока б формирования кода угла наклона характеристики частотного датчика может быть выбрано небольшим, исходя из соотношения(К /К - 1)И 202 Я3 где с, - допустимая относительная погрешность аппроксимации.Так, например, если нелинейность (К,/К - 1) характеристики датчика составляет 0,02, то при погрешности аппроксимации 0,017 количество поддиапазонов равно А разрядность сумматора КР=1(1 ор - )+1=6о а КУ2 где 1 (а) - целая часть числа а.Таким образом, предлагаемое устройство позволяет формировать код измеряемой величины с достаточно. высокой точностью за время преобразования частота - цифра. Формула изобретения 45Устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, второй элемент И и регистр памяти, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, внего введены формирователь измерительного интервала, блок формирования кода угла наклона характеристикичастотного датчика, выполненный напрограммируемом постоянном запоминающем устройстве, счетчик и накапливающий сумматор, причем выход частотного датчика соединен с входом формирователя измерительного интервала,выход которого подключен к второмувходу первого элемента И, входусброса накапливающего сумматора, входу начальной установки счетчика ивходу записи регистра памяти, выходкоторого является выходом устройства,а информационные входы соединены с соответствующими выходами счетчика,счетный вход которого подключен квыходу второго элемента И, первыйвход которого соединен с выходом первого элемента И и стробирующим входомнакапливающего сумматора, выход переноса которого соединен с вторым входом второго элемента И, вход младшегоразряда накапливающего сумматора подключен к выходу блока формированиякода угла наклона характеристики частотного датчика, входы остальных разрядов накапливающего сумматора объединены в две группы, подключенныесоответственно к шинам питания и нулевого потенциала, входы блока формироВания кода угла наклона характеристики частотного датчика соединены ссоответствующими выходами старшихразрядов счетчика, информационныевходы начальной установки которогообъединены в две группы, подключенныесоответственно к шинам питания и шине1478333 Фиг. 2 Сос тель В;Алекперов Корректор О.Крав хред М.Ходанич Редакто эаренк Заказ 2372/54 Тираж 885 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 П оиэводственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина рои