Цифровой прибор для частотных датчиков

ОПИСАН И Е ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 011 6086 Союз Советских Социал исти цеских Республик(23) ПриоритетОпубликовано 30.05,77. Бюлле осударотвенныи комитетСовета Министров СССРпо Аелам изобретенийи открытий 53) УДК 621,317,761(088.8) еньата опубликования описания 11.07.77 72) Авторы изобретен Т. М, Алиев Тургиев, Я. Лнститут нефт ейтман(71) Заявите Азербайджански имии им, М. Азизбеков(54) ЦИФРОВОЙ ПРИБОР ДЛЯ ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИ входы ми бло ходом выход второй ходом входы чей.(ото а ф ервымц выходаных чисел, с выамц счетчика, а элемента ИЛИ, н с вторым вынечетных чисел, выходами клюго соединены с п мирования нечет задержки и вход первым входом которого связа формирования го соединены с- с вход лок отор Изобретение относится к измерительнои технике и может использоваться в информационно-измерительных системах.Известны приборы для частотных датчиков, состоящие из входного формирующего устройства, устройства управления, кварцевого генератора, делителя частоты, преобразователя интервала времени в постоянное напряжение, блока лицеаризации, блока температурной (аддитивной) поправки, выходного суммирующего усилителя, логических схем и индикатора.Однако такие приборы имеют недостаточно высокую точность и сложны в эксплуатации.Цель изобретения - повышение точности прибора.Это достигается тем, что в цифровой прибор для частотных датчиков, содержащий последовательно соединенные формирователь, блок управления, первый ключ, элемент задержки, последовательно соединенные канал температурной поправки, второй ключ, последовательно соединенные элемент ИЛИ, счетчик, индикатор, а также синтезатор частот, включенный между вторыми входами первого и второго ключей (прцчем второй выход блока управления соединен с входом канала температурной поправки), дополнительно введены последовательно соединенные блок нечетных чисел, дешифратор и сумматор, вторые На чертеже приведена олок-схема предла гаемого цифрового прибора с пятиразряднымпредставлением результата измерения ц одним каналом аддцтцвной (напрцмер, температурной поправки.Блок-схема состоит из шин 1 и 2 установ ки коэффициентов а ц 1, входа 3 канала аддитивной поправки, входного формирующего устройства 4, устройства управления 5 с управляющими шинами импульса измерения 6, импульса пуска канала аддцтцвной поправки 20 7 и импульса сброса 8, блока формирования9 нечетных чисел, состоящего из пяти декад 10 - 14, делителя частоты 15, состоящего из пяти декад 16 - 20, накапливающего сумматора 21, состоящего цз двух десятичных сумма торов 22, 23, капала аддитивной (температурной) поправки 24, счетчика результата 25, состоящего цз четырех декад 26 - 29, ключа 30, схемы задержки импульсов 31, дешцфратора поправки 32, клапана ИЛИ 33, ключа 34, ус тройства цифровой индикации 35, состоящегс1где а=т,55 60 65 из пяти индикаторных ламп с дешифраторами 36 - 40, кварцевого генератора 41,С учетом устанавливаемых коэффициентова и О формула преобразования, осуществляемого прибором, имеет видлх=(аТ) - О+СУЮ:1О= -К Т - текущее значение периода колебанийна выходе датчика;К - коэффициент чувствительности;х - значение измеряемого параметра;С У, - коэффициент передачи и сигнал навходе канала аддитивной поправки,Коэффициенты формулы преобразования а и 6 устанавливаются на наборных полях в виде двоично-десятичного кода и вводятся через шины 1 и 2 перед началом измерения, причем коэффициент О вводится в дополнительном коде О.Измеряемый синусоидальный сигнал с периодом Т, подается на входное формирующее устройство 4, где преобразуется в импульсы с периодом следования Т которые затем поступают в устройство управления 5. Выходными сигналами устройства управления являются импульс измерения с длительностью Т=1000 Т, (шина 6), импульс пуска канала температурной поправки (шины 7), а также импульс сброса на шине 8, устанавливающий узлы схемы в исходное состояние.Импульс сброса устанавливает в нулевое состояние блок формирования 9 нечетных чисел (декады 10 - 14), декады 16 - 20 делителя частоты 15, а также подготавливает к работе канал температурной поправки 24. Кроме того, этот импульс через шину 2 устанавливает дополнительный код коэффициента о в счетчик результата 25 (декады 26 - 29), а также в память накапливающего сумматора 21, После этого устройство управления формирует импульс измерения Т(шина 6), который открывает ключ 30 и пропускает высокочастотные импульсы делителя частоты 15 на вход декады 10 блока формирования 9 нечетных чисел. Делитель частоты 15 при подключении на входе его кварцевого генератора 100 кгц позволяет получить частоты в диапазоне 0 - 99999 гц с дискретностью 1 гц. Частота на выходе делителя частоты 15 равна устанавливаемому коэффициенту1чКоличество импульсов, поступивших на декады блока формирования 9 нечетных чисел при Т=1000 Т, равно Ь= аТ= а 1000 Т= 1000 Т,. о5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Возведение этого числа в квадрат осуществляется по формуле1+3+5+7+ + (2 У - 1) =ЛРгде У - порядковый номер нечетного числа в ряду последовательно возрастающих нечетных чисел, формируемых в блоке формирования 9 нечетных чисел.Декада 10 последнего построена таким образом, что при поступлении счетных импульсов ее состояние соответствует нечетным десятичным числам - 1, 3, 5, 7, 9, 1, 3 и т. д.Остальные декады 11 - 14 представляют собой обычные двоично-десятичные декады. Таким образом, на декадах 10 - 14 при поступлении входных импульсов формируются коды последовательно возрастающих нечетных чисел.Для образования суммы ряда нечетных чисел каждый счетный импульс на выходе ключа 30, поступающий на блок формирования 9 нечетных чисел, подается также на вход схемы временной задержки 31, на выходе которой образуется импульс Такт суммирования, под действием которого число, содержащее в декадах 13 и 14, суммируется с числом в памяти накапливающих сумматоров 22 и 23. Полученный результат остается в памяти сумматоров 22 и 23. Временная задержка позволяет производить суммирование только по окончании переходных процессов в блоке формирования 9 нечетных чисел,Импульсы переполнения накапливающего сумматора 21 поступают через клапан ИЛИ 33 на счетчик результата 25 (декады 26 - 29), где они суммируются с предварительно занесенным дополнительным кодом коэффициента Ь. После окончания импульса измерения результат измерения находится в накапливающем сумматоре 21 (младшие разряды) и в декадах 26 - 29 (старшие разряды). В дальнейшем устройство управления 5 вырабатывает импульс, который сбрасывает в нулевое состояние декады 13, 14, после чего на шине 7 вырабатывается импульс пуска канала температурной поправки 24, в котором напряжение Уп (с датчика температуры) преобразуется в импульс длительностью Т,. Последний подается на ключ 34, на другой вход которого поданы сигналы стабильной частоты от делителя частоты 15, Импульсы с выхода ключа 34 поступают на вход декад 13, 14, 26 - 29, где складываются с результатом измерения,Канал температурной поправки 24 представляет собой преобразователь напряжение - интервал времени. Импульс на входе блока открывает на пропорциональное входному сигналу время ключ 34, который пропускает импульсы стабильной частоты с делителя 15 на декады 13, 14 и через клапан ИЛИ ЗЗ на счетчик 25 для суммирования температурной поправки с результатом измерения.С целью упрощения устройства в схему включен дешифратор поправки 32, заменяю560186 Номер числа в строке Общая сумма (результат) Сумма чисел в строкеи/и 100 001 201 401 601 801 1001 1201 003 203 403 603 803 1003 1203 005 205 405 605 805 1005 1205 197 397 597 797 997 1197 1397 10000 30000 50000 70000 90000 1100000 130000 199 399 599 799 999 1199 1399 00001 00004 00009 00016 00025 00036 00049 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 5щий по функции три разряда двоично-десятичных сумматоров и существенно более простой по конструкции, поскольку представляет собой обычную комбинационную схему, которая дешифрирует определенные состояния счетных декад 10, 11, 12. Дешифратор поправки 32 позволяет уменьшить погрешность возведения в квадрат, связанную с тем, что в суммировании не участвуют три младших десятичКак следует из таблицы, для первой сотни входных импульсов (первая строка) нужно прибавить один импульс в младший индицируемый разряд результата (сумматор 23), для второй сотни - 3 импульса, для третьей - 5 импульсов, для четвертой - 7 импульсов, для пятой - 9 импульсов.Начиная с шестой строки по десятую, эту операцию следует повторить, поскольку содержание трех младших разрядов (декад 10, 11, 12) в следующих пяти строках повторяется, и т. д.Единица в старшем разряде (начиная с шестой строки) образуется стократным суммированием единицы, находящейся в четвертом разряде (декада 13) блока формирования нечетных чисел, с помощью сумматора 22. Количество поправок (число добавляемых импульсов) на каждые пять строк таблицы равно 25. Номера чисел, при которых следует вводить поправку, определяются по формулеЖ, - )г 10 8, (1 = 1, 2, 25),причем результат в правой части округляется до целого числа. Моделирование алгоритма работы прибора на ЭЦВМ Минск - 22 показало, что погрешность возведения в квадрат пых разряда блока формирования нечетных чисел (декады 10, 11, 12) .Сигналы поправки с выхода дешифраторапоправки поступают на выход сумматора 23.5 Принцип работы устройства с дешифраторомпоправки поясняется приведенной ниже таблицей, в которой сгруппированы в строки состояния декад 10, 11, 12 для каждых 100 входных импульсов. не превосходит единицы младшего разряда результата.30Формула изобретенияЦифровой прибор для частотных датчиков, содержащий последовательно соединенные формирователь, блок управления, пер вый ключ, элемент задержки, последовательно соединенные канал температурной поправки, второй ключ, последовательно соединенные элемент ИЛИ, счетчик, индикатор, а также синтезатор частот, включенный между вто рыми входами первого и второго ключей, причем второй выход блока управления соединен с входом канала температурной поправки, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него дополнительно введе ны последовательно соединенные блок формирования нечетных чисел, дешифратор и сумматор, вторые входы которого соединены с первыми выходами блока формирования нечетных чисел, с выходом блока задержки и 50 входами счетчика, а выход - с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого связан с вторым выходом блока формирования нечетных чисел, входы которого соединены с выходами ключей.560186 Составитель О. БогомоловРедактор Е. Караулова Техред Л. Денискина Корректор Н, Аук Заказ 1465/13ЦНИ писное биография, пр. Сапунов Изд. з И Государстве по делам 113035, Москва471 Тираж 1109гого комитета Совета Министизобретений и открытий Ж, Раушская наб., д. 4/5