Устройство для линеаризации харак-теристик частотных датчиков

Союз Советскик Социалистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о 1 834725 Д 61) Дополнительно авт. свнд-в 22) Заявлено 220578присоединением заявки 21) 2617540/186,7 3 арственный комитеСССРделам изобретенийи открытийта опубликования описания 3 5.8(72) Авторыизобретения Г.Н.Рахимов, В.Р.Толокновский, Б.П,Каси Р.Г.Якупов, В.Я.Хуторянский, Б.З.Стеколи Б.Ф.Дрозд 71) Заявител 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЛИНЕАРИЭАЦИИ ХАРАКТЕРИСТИ ЧАСТОТНЫХ ДАТЧИКОВ 5 О Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике, в частности к устройствам линеаризации характеристик датчиков с.частотнымчисло-импульсным выходом,Известно устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков, содержащее счетчик, дешифратор,коммутатор участков, ключи и блокзадания длины участков аппроксимациии наклона кривои 1 .Недостатком устройства являетсясложность конструктивной реализациипри высоких требованиях к точностилинеаризации, определяемая сложностью блока задания параметров аппроксимации.Наиболее близким к предлагаемомуявляется устройство для линеаризациихарактеристик частотных датчиков,содержащее двоичный делитель, соединенный входом с шиной ввода входного сигнала и подключенный выходомстаршего разряда к входу счетчикаучастков, выходы которого соединеныс входами дешифратора, подключенноговыходами к первой группе. входов первого блока памяти, соединенного выходами с первыми входами элементовИ первой группы, выходы которого подключены к входам первого элемента ИЛИ, а вторые входы элементов И пер-,вой группы соединены с первыми входами элементов И второй группы и разрядными выходами двоичного делителя, причем выходы элементов И второй группы, подключенных вторыми входами к дополнительным выходам первого блока памяти, соединены с входами перво-.го элемента ИЛИ, выход которого подключен к выходу устройства, а третьи входы элементов И обеих групп. соответственно соединены с выходами младшего разряда счетчика участков. Блок памяти образован матрицей связей выходов дешифратора с входами элементов И первои и второй групп Г 21Недостатком известного устройства является сложность конструктивной реализации, обусловленная увеличением объема блока памяти при высоких требованиях по точности аппроксимации.Цель изобретения - упрощение устройства при линеаризации датчиков с квадратичной характеристикой.Указанная цель достигается тем, что в устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков,содержащее двоичный делитель, соединенный входом с шиной ввода входного сигнала, а выходом старшего разряда - с входом счетчика участков,выходы которого соединены со входами дешифратора, подключенного выходами к первой группе входов первогоблока памяти, соединенного выходами с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, а вторые входы элементов И первой группы соединены с первыми входами элементов И второй группы и с разрядными выходами .двоичного делителя, введены импульсный сумматор, второй блок памяти и второй элемент. ИЛИ, подключенный входами к выходам элементов И второй группы, соединенных вторыми 15 входами с выходами второго блока памяти, входы которого подключены к второй группе входов первого, блока памяти и к шине кода номера характеристики, а выходы элементов ИЛИ соединены 20 с информационными входами импульсного сумматора,.подключенного выходом к выходу устройства и соединенного входами управления суммированием и вычитанием с .выходами старшего разряда двоичного делителя.На чертеже изображена блок-схема предлагаемого устройства.Устройство содержит двоичный делитель 1, счетчик участков 2, дешифратор 3, элементы И первой и второй групп 4 и 5, первый и второй . элементы ИЛИ 6 и 7, первый и второй блоки 8 и 9 памяти, импульсный сумматор 10. Делитель 1 подключен вхо дом к шине 11 ввода входного сигнала и соединен выходом старшего разряда с входом счетчика 2, подключенного выходами через дешифратор 3 к первой группе входов блока 8 памяти. 40 Выходы блока 8 памяти соединены с первыми входами элементов И группы 4, вторые входы которых подключены к, разрядным выходам делителя 1 и первым входам элементов И группы 5. Выходы элементов И группы 5, подключенных вторыми входамк к выходам блока 9 памяти, соединены с входами элемента ИЛИ 7. Выход элемента ИЛИ 7 и выход элемента ИЛИ б, соединенного входами с выходами элементов И группы 4, подключены к информационным входам импульсного сумматора 10. Входы управления суммированием и вычитанием сумматора 10, соединенного выходами с выходом устройства,под ключены к выходам старшего разрядаделителя 1. Входы блока 9 памятисоединены с вторыми входами блока 8памяти и с шиной 12 кода номера характеристики. 60В основу работы устройства положены следующие обстоятельства. Как известно, функция у=ах в терминах кусочно-линейной аппроксимации с фиксированным шагом д) может быть записана в видеу=адх(п+1);где переменная х представлена в виде х =дх и)п=1,2,3,-номер участка аппроксимации;параметризменяется в пределах 0 при изменении переменной внутри очередного участка аппроксимации от 0 до А х.Соответственно, уравнение аппроксимирующей зависимости имеет вид У =Уп .,+ Ь У 1=адх ( (и) + (2 п) г.),2где у - значение в узле (и);ду - приращение функции научастке с номером и. Тогда погрешность аппроксимации б научастке описывается функциейЕ:=у -у =адх(1- ).А 1Из этого выражения следует, что функция погрешности не зависит от номера участка (т.е. носит периодический характер) и одинакова на каждом из участков аппроксимации в принятом диапазоне изменения аргумента, причем максимум погрешности расположен посередине участка и равен1д =-адхтох 4.Данное обстоятельство позволяет при фиксированном объеме первого блока памяти повысить точность устройства в четыре раза посредством введения одного корректирующего числа, постоянного на всех участках аппроксимации и хранящегося во втором блоке памяти. Это число определяет угол наклона дополнительного корректирующего отрезка, который должен для уменьшения результирующей погрешности суммироваться с основным отрезком на первой половине каждого участка аппроксимации и вычитаться на второй половине.Устройство работает следующим образом.Поступающая на шину 11 устройства входная число-импульсная последовательность делится делителем 1 и с выходов его разрядов поступает на входы элементов И первой и второй групп 4 и 5. Сигналом, поданным на шину 12, и соответствующимочередному датчику, осуществляется выбор корректирующего числа в блоке памяти 9 и группы чисел угловых коэффициентов основных аппроксимирующих отрезков в блоке 8 памяти. Значение кода на выходах блока 8,памяти изменяется каждый раз в момент окончания очередного участка аппроксимации, чему соответствует поступление очередного импульса с выхода старшего разряда делителя 1 на вход счетчика 2 участков. Значение кода, задающего наклон корректирующего отрезка, в блоке 9.памятине изменяется в течение всего времени линеаризации характеристики датчика.Как следует из принципа рассмотренного метода линеаризации, число- импульсная последовательность, поступающая с выхода элемента ИЛИ 7, в течение времени отработки первой половины каждого участка аппроксимации должна вычитаться из число-импульсной последовательности, поступающей ,с выхода элемента ИЛИ 6, а в течение времени отработки второй половины участков - суммироваться. Такой режим работы сумматора 10 осуществляется путем поцключения входов управления сложением и вычитанием суммато ра к выходам старшего разряда делителя 1 (прямому и инверсному выходу триггера старшего, разряда), сигналы на входах которого изменяются в указанные моменты времени. Суммарная 2 О импульсная последовательность, определяемая наклоном очередного линейного отрезка на очередном участке аппроксимации и знаком и наклоном корректирующего отрезка, с выхода, 25. сумматора 10 поступает. на выход уст-рсйства. В момент окончания входной число-импульсной последовательности на выход устройства поступает суммарное число импульсов, линейно свя: занное с изменяемым параметром.ЗОТаким образом, предлагаемое устройство по сравнению с известным позволяет при заданной точности линеаризации упростить конструкцию устройства за счет уменьшения объема блока памяти, причем выигрыш в числе ячеек памяти особенно существенный при линеэризации характеристик не оцного, а нескольких датчиков.Формула изобретения 40Устройство для линеаризации характеристик частотных датчиков,содержащее двоичный делитель, соединенный входом с шиной ввода. входного сигнала, а выходом старшего разрядас входом счетчика участков, выходы которого соединены со входами дешифратора, подключенного выходами к первой группе входов первого блокапамяти, соединенного выходами с первыми входами элементов И первой группы, выходы которых подключены к входам первого элемента ИЛИ, а вторые входы элементов И первой группы соединены с первыми входами элементов И второй группы и с разрядными выходами двоичного делителя, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства при линеаризации датчиков с квадратичной характеристикой, в устройство введены импульсный сумматор, второй блок памяти и второй элемент ИЛИ, подключенный входами к выходам элементов И второй группы, соединенных вторыми входами с выходами второго блока памяти, входы которого подключены к второй группе входов первого блока памяти и к шине кода номера характеристики, а выходы элементов ИЛИ соединены с информационными входами импульсного сумматора, подключенного выходом к выходу устройства и соединенного входами управления суммиро.ванием и вычитанием с выходами старшего разряда двоичного делителя.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Новопашеннь 1 й Г.Н, Информационно-измерительные системы. М., 1 Высшая школа, 1977, с.89.2, Авторское свидетельство СССР9 552623 кл, С 06 С 7/26, 1975834725 Составитель С,Казиновежнина Техред А. Савка рректор О. Бил акто 77 Тираж 745НИИПИ Государственного. комитета по делам изобретений и открыти 13035, Москва, Ж, Раушская н аказ 410 дписнСР ф ди ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная,