Устройство для коррекции иелинейности частотных датчиков

Союз Советскин Социалистичеснил Республин1 рцорцте Комитет по аелам ооретений и открыт юллетень Ъ овано 11,Х 1.19689 г Опублцк за 196 и Совете Министров СССР, федо и А. аявцтсль 2 10 15 20 СТРОЙСТВО ДЛЯ КОРРЕ ЧАСТОТНЫХВ авиационной, ракетной, судостроительной и приборостроительной отраслях известны усгройства для коррекции нелинейности частотных измерительных датчиков, содержащие кварцевый генератор с подключенным к нему делителем на триггерах и счетчик.Однако эти устройства применили в ограниченном круге частотных датчиков ц недостаточно точны,В предложенном устройстве эти недостатки устранены за счет того, что в нем применен дешифратор, соединенный через логические элементы И, подключенные к выходам триггеров делителя, с логическими элементами ИЛИ, формирующими выходные сигналы.На фиг. 1 дана упрощенная блок-схема описываемого устройства; на фиг, 2 - зависимость переменной во времени частоты, используемой для линеаризации рабочей характеристики датчика; на фцг. 3 - логическая схема делителя; на фиг. 4 - диаграмма получения фиксированных частот на участке линейного аппроксимации; на фиг. 5 - полная логическая схема описываемого устройства; на фиг. 6 - временные диаграммы.Устройство содержит частотный измерительный датчик 1 с нелинейной рабочей харакгеристикой; делитель частоты 2 датчика 1; схему управления 3; делитель частоты 4 кварцевого генератора 6 (в устройстве применен генераЦИИ НЕЛИНЕЙНОСТИАТЧИКОВ пор с изменяющейся во времени частотой следования мпульсов прц измерении периодов истоты нелинейного датчика); выходной счетчик 6; схему 11 7; триггер 8 делителя истоты 4; ключи 9; схему 11 Л 11 10; схему 11 формирования импульсов запуска; схему 12 клапанирования импульсов частотного датчика 1; триггер управления 13; схему 11 14; ключи 15; дешифратор 16; триггер управления 17; схему 18 записи начального уровня; ццфропечатаюцсе устройство 19 ц наборное поле 20.Устройство работает следующим образом.Сигнал с датчика 1 (см. фцг. 1) поступает на вход делителя 2 частоты датчика, выполненного на триггерах.С делителя 2 выдаются временные интсрва;,ы. величина которых нелинейно зависит от гели шны измеряемого датчиком 1 параметра Р. 11 мпульсы с делителя 2 поступают в схему 3, управляющую работой схемы 11 7, на вход которой поступают импульсы с переменной во времени частотой следования. форми. рующиеся в делителе 4 с переменным во времени коэффициентом деления цз импульсов генератора 6. С выхода схемы 11 7 на вход счетчика 6 пост 1.па 1 от импульсы, частота следования которых меняется по закону, обеспе.ивающсму линейное изменение ццфровоц информации в счетчике 6 в зависимости от дели- чины измеряемого параметра Р,Схема И 7 служит для клапанирования импульсов, поступающих с переменной частотой следования в счетшк б. Моменты открытия и закрытия схемы И 7 определяются схемой 3 управления.Устройство позволяет линеаризировать рабочис характеристики датчиков. и имеющие любую функциональную зависимость от величины измеряемого параметра.Рассмотрим линеаризацию рабочей характеристики вида Р=Р,)/1+КР;где Р - частота датчика;Г, - частота датчика при Р=О;Р - величина измеряемого параметра; К - коэффициент, зависящий от конструкции датчика.Для линсаризации приведенной характеристики датчика частота на выходе делителя 4 должна меняться по закону где - = (Т, - Тр);Т,= - ;1 1.о Ргг - коэффициент деления делителя 2,Задача получения с ьысокой степенью точности непрерывной функциональной зависимости (1) (см. фиг. 2) технически сложна, поэтому на выходе делителя 4 вместо нспрерывнойфункции 1"вырабатывается ступенчатая(дискретная) функция Р,(г), принимающаяфиксированные значения частоты в определенные интервалы времени (С=1, 2, , 16).Фиг. 3 и 4 поясняют работу делителя, причем для упрощения делитель на фиг. 3 показан семиразрядным,Импульсы с генератора 5 поступают на цепочку триггеров 8, соединенных по счетной схеме. С выходов триггеров 8, противоположныхсчетным, импульсы поступают через схемы И 9 в схему И.ЛИ 10.1-1 а фиг. 4 в верхней части представлены раз.несенные во времени равномерные последовательности импульсов с выходов триггеров, про.тивоположных счетным. 1.1 а выходе схемыИ.Л 11 10 имеется последовательность импульсов, представляющая собой сумму исходных равномерных последовательностей 1 рУ22 р - , Зр -- прошедших через ключи 9.У, УВ нижней части фиг. 4 графически изображена ломанными линиями а, Ь, с информацияна счетчике б в случае поступления на еговход импульсов со схемы ИЛ 11 10 приуправляющих сигналах 1111111; 1000000;0101101 и 0011011, характеризующих состояние ключей 9. Число импульсов, поступающихс генератора 5, ооозначено через Л я числоимпульсов на в.гходе схемы ИЛИ 10 обозначено через У . Следует отметить, что приуправляющем сигнале 1111111 Л- У,. 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 Выходная последовательнссть импульсов со схемы ИЛИ 10 получается неравномерной. Лналитически максимальная ошибка неравномерности определяется с точностью до третьего знака выражениемЗт+ уПаХ -18Т где пг - число триггеров 8 в делителе 4, участвующих в формировании частот;Т, - период исходной равномерной последовательностии ген ер а тор а 5.На фиг. 5 приведена полная логическая схема линсаризации рабочих характеристик частотных датчиков, временные диаграммы которой представлены на фиг. 6, где основные командные импульсы А, Б, В условно изображены на одной оси фиг. б,а.Импульс пуска (см. фиг. 5) поступает на схему 11 формирования и через нее импульс А (см. фиг. б,а) приводит все элементы в исходное состояние и открывает схему 12 датчика 1.Первый импульс Б с датчика 1, прошедший схему 12, опрокидывает триггер 18 и открывает тем самым схему И 14.На семнадцатиразрядную цепочку триггеров 8 начинают поступать импульсы с генерагора 5.В цепочку триггеров 8 предварительно записано при помощи ключей 15 такое число, которос обеспечивает переполнение счетчика на триггерах 8 черсз время 1=пТ, после импульса Б.Первые 10 разрядов цепочки триггеров 8 являются разрядами счетчика делителя 4. Сигналы с этих разрядов через ключи 9 поступают на схему ИЛИ 10.С одиннадцатого, двенадцатого, тринадцатого и четырнадцатого разрядов цепочки триггеров 8 сигналы поступают на управление дешифратором 1 б, который разбивает интервал времени т(см. фиг. б,б) на 16 равных участков и при помощи наборного поля 20, представляющего совокупность схем ИЛИ и схем И 9, обеспечивает прохождение комбинаций импульсов с первых 10 разрядов цепочки триггеров 8 на схему ИЛИ (образуя на каждом из 16 интервалов требуемые для линеаризации частоты (см, фиг. б,г).Частоты, выдаваемые схемой ИЛИ 10 в течение времени до момента пТр- , не являются рабочими и на фиг, б,г не показаны.Через время 1=гТр,. от момента возникновения импульса Б на выходе делителя 2 появляется импульс В, который опрокидывает управляющии триггер 17 (см. фиг, 6 в) и открывает схему И 7, с выхода которой на вход счетчика б поступают импульсы с переменной частотой следования, меняющейся по закону, набираемому дешифратором 1 б и набсрным полем 20 и обеспечивающему линеаризяцию рабочей характеристики датчика 1.С выхода схемы И 7 импульсы (см. рис. б,е) поступают на счетчик б, в который232609 Уи 2. 1 р 2 р Зр фр 5 р бр 70 с помощью схемы 18 может быть записано постоянное начальное число.Информация счетчика 6 регистрируется цифропечатающим устройством 19. С семнадцатого, разряда цепочки триггеров 8 импульс переполнения поступает на схему 11 после чего цикл работы устройства повторяется.Предложенное устройство позволяет линеаризировать с высокой степенью точности любую функциональную зависимость частоты сигнала измерительного датчика от величины измеряемого параметра. Устройство относится к устройствам линеаризации по периоду, однако может быть применено и при линеаризации по частоте. Предмет изобретения5 Устройство для коррекции нелинейности частотных датчиков, содержащее кварцевый генератор с подключенным к нему делителем на триггерах и счетчик, включенный на выходе делителя, отличающееся тем, что, с целью по вышения точности коррекции и упрощенияхонструкции устройства, в нем применен дешифратор, соединенный через логические элементы И, подключенные к выходам триггеров делителя, с логическими элементами ИЛИ, 15 формирующими выходные сигналы.Заказ 432/13 Тираж 427ЦНИ 1 ЛПИ Комитета по делам изобретений и открытий приМосква, Центр, пр. Серова, д. 4 Подписное вете Министров СССР